Merge tag 'pidfd.v5.16' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/brauner...
[platform/kernel/linux-starfive.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool task_is_dying(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
455                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
456                                          unsigned long new_usage_in_excess)
457 {
458         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
459         struct rb_node *parent = NULL;
460         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
461         bool rightmost = true;
462
463         if (mz->on_tree)
464                 return;
465
466         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
467         if (!mz->usage_in_excess)
468                 return;
469         while (*p) {
470                 parent = *p;
471                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
472                                         tree_node);
473                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
474                         p = &(*p)->rb_left;
475                         rightmost = false;
476                 } else {
477                         p = &(*p)->rb_right;
478                 }
479         }
480
481         if (rightmost)
482                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
483
484         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
485         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
486         mz->on_tree = true;
487 }
488
489 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
490                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
491 {
492         if (!mz->on_tree)
493                 return;
494
495         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
496                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
497
498         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
499         mz->on_tree = false;
500 }
501
502 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
503                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
504 {
505         unsigned long flags;
506
507         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
508         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
509         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
510 }
511
512 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
513 {
514         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
515         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
516         unsigned long excess = 0;
517
518         if (nr_pages > soft_limit)
519                 excess = nr_pages - soft_limit;
520
521         return excess;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
525 {
526         unsigned long excess;
527         struct mem_cgroup_per_node *mz;
528         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
529
530         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
531         if (!mctz)
532                 return;
533         /*
534          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
535          * because their event counter is not touched.
536          */
537         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
538                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
539                 excess = soft_limit_excess(memcg);
540                 /*
541                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
542                  * mem is over its softlimit.
543                  */
544                 if (excess || mz->on_tree) {
545                         unsigned long flags;
546
547                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
548                         /* if on-tree, remove it */
549                         if (mz->on_tree)
550                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
551                         /*
552                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
553                          * If excess is 0, no tree ops.
554                          */
555                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
556                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
557                 }
558         }
559 }
560
561 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
564         struct mem_cgroup_per_node *mz;
565         int nid;
566
567         for_each_node(nid) {
568                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
569                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
570                 if (mctz)
571                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
572         }
573 }
574
575 static struct mem_cgroup_per_node *
576 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
577 {
578         struct mem_cgroup_per_node *mz;
579
580 retry:
581         mz = NULL;
582         if (!mctz->rb_rightmost)
583                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
584
585         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
586                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
587         /*
588          * Remove the node now but someone else can add it back,
589          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
590          * position in the tree.
591          */
592         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
593         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
594             !css_tryget(&mz->memcg->css))
595                 goto retry;
596 done:
597         return mz;
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_node *
601 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
602 {
603         struct mem_cgroup_per_node *mz;
604
605         spin_lock_irq(&mctz->lock);
606         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
607         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
608         return mz;
609 }
610
611 /*
612  * memcg and lruvec stats flushing
613  *
614  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
615  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
616  * flushing the kernel does:
617  *
618  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
619  *    rstat update tree grow unbounded.
620  *
621  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
622  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
623  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
624  *    only for 2 seconds due to (1).
625  */
626 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
627 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
628 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
629 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
630 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
631
632 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg)
633 {
634         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
635         if (!(__this_cpu_inc_return(stats_updates) % MEMCG_CHARGE_BATCH))
636                 atomic_inc(&stats_flush_threshold);
637 }
638
639 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
640 {
641         unsigned long flag;
642
643         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
644                 return;
645
646         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
647         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
648         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
649 }
650
651 void mem_cgroup_flush_stats(void)
652 {
653         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
654                 __mem_cgroup_flush_stats();
655 }
656
657 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
658 {
659         mem_cgroup_flush_stats();
660         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, 2UL*HZ);
661 }
662
663 /**
664  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
665  * @memcg: the memory cgroup
666  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
667  * @val: delta to add to the counter, can be negative
668  */
669 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
670 {
671         if (mem_cgroup_disabled())
672                 return;
673
674         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
675         memcg_rstat_updated(memcg);
676 }
677
678 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
679 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
680 {
681         long x = 0;
682         int cpu;
683
684         for_each_possible_cpu(cpu)
685                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
686 #ifdef CONFIG_SMP
687         if (x < 0)
688                 x = 0;
689 #endif
690         return x;
691 }
692
693 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
694                               int val)
695 {
696         struct mem_cgroup_per_node *pn;
697         struct mem_cgroup *memcg;
698
699         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
700         memcg = pn->memcg;
701
702         /* Update memcg */
703         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
704
705         /* Update lruvec */
706         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
707
708         memcg_rstat_updated(memcg);
709 }
710
711 /**
712  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
713  * @lruvec: the lruvec
714  * @idx: the stat item
715  * @val: delta to add to the counter, can be negative
716  *
717  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
718  * function updates the all three counters that are affected by a
719  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
720  */
721 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
722                         int val)
723 {
724         /* Update node */
725         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
726
727         /* Update memcg and lruvec */
728         if (!mem_cgroup_disabled())
729                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
730 }
731
732 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
733                              int val)
734 {
735         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
736         struct mem_cgroup *memcg;
737         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
738         struct lruvec *lruvec;
739
740         rcu_read_lock();
741         memcg = page_memcg(head);
742         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
743         if (!memcg) {
744                 rcu_read_unlock();
745                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
746                 return;
747         }
748
749         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
750         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
751         rcu_read_unlock();
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
754
755 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
756 {
757         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
758         struct mem_cgroup *memcg;
759         struct lruvec *lruvec;
760
761         rcu_read_lock();
762         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
763
764         /*
765          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
766          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
767          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
768          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
769          */
770         if (!memcg) {
771                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
772         } else {
773                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
774                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
775         }
776         rcu_read_unlock();
777 }
778
779 /*
780  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
781  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
782  */
783 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
784                                      struct pglist_data *pgdat,
785                                      enum node_stat_item idx, int nr)
786 {
787         struct mem_cgroup *memcg;
788         struct lruvec *lruvec;
789
790         rcu_read_lock();
791         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
792         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
793         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
794         rcu_read_unlock();
795 }
796
797 /**
798  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
799  * @memcg: the memory cgroup
800  * @idx: the event item
801  * @count: the number of events that occurred
802  */
803 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
804                           unsigned long count)
805 {
806         if (mem_cgroup_disabled())
807                 return;
808
809         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
810         memcg_rstat_updated(memcg);
811 }
812
813 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
814 {
815         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
816 }
817
818 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
819 {
820         long x = 0;
821         int cpu;
822
823         for_each_possible_cpu(cpu)
824                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
825         return x;
826 }
827
828 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
829                                          int nr_pages)
830 {
831         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
832         if (nr_pages > 0)
833                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
834         else {
835                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
836                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
837         }
838
839         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
840 }
841
842 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
843                                        enum mem_cgroup_events_target target)
844 {
845         unsigned long val, next;
846
847         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
848         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
849         /* from time_after() in jiffies.h */
850         if ((long)(next - val) < 0) {
851                 switch (target) {
852                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
853                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
854                         break;
855                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
856                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
857                         break;
858                 default:
859                         break;
860                 }
861                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
862                 return true;
863         }
864         return false;
865 }
866
867 /*
868  * Check events in order.
869  *
870  */
871 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
872 {
873         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
874         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
875                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
876                 bool do_softlimit;
877
878                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
879                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
880                 mem_cgroup_threshold(memcg);
881                 if (unlikely(do_softlimit))
882                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
883         }
884 }
885
886 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
887 {
888         /*
889          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
890          * if it races with swapoff, page migration, etc.
891          * So this can be called with p == NULL.
892          */
893         if (unlikely(!p))
894                 return NULL;
895
896         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
897 }
898 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
899
900 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
901 {
902         if (!in_task())
903                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
904         else
905                 return current->active_memcg;
906 }
907
908 /**
909  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
910  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
911  *
912  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
913  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
914  * 1) The active memcg, if set.
915  * 2) current->mm->memcg, if available
916  * 3) root memcg
917  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
918  */
919 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
920 {
921         struct mem_cgroup *memcg;
922
923         if (mem_cgroup_disabled())
924                 return NULL;
925
926         /*
927          * Page cache insertions can happen without an
928          * actual mm context, e.g. during disk probing
929          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
930          *
931          * No need to css_get on root memcg as the reference
932          * counting is disabled on the root level in the
933          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
934          */
935         if (unlikely(!mm)) {
936                 memcg = active_memcg();
937                 if (unlikely(memcg)) {
938                         /* remote memcg must hold a ref */
939                         css_get(&memcg->css);
940                         return memcg;
941                 }
942                 mm = current->mm;
943                 if (unlikely(!mm))
944                         return root_mem_cgroup;
945         }
946
947         rcu_read_lock();
948         do {
949                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
950                 if (unlikely(!memcg))
951                         memcg = root_mem_cgroup;
952         } while (!css_tryget(&memcg->css));
953         rcu_read_unlock();
954         return memcg;
955 }
956 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
957
958 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
959 {
960         /* Allow remote memcg charging from any context. */
961         if (unlikely(active_memcg()))
962                 return false;
963
964         /* Memcg to charge can't be determined. */
965         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
966                 return true;
967
968         return false;
969 }
970
971 /**
972  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
973  * @root: hierarchy root
974  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
975  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
976  *
977  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
978  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
979  *
980  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
981  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
982  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
983  *
984  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
985  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
986  * same node.
987  */
988 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
989                                    struct mem_cgroup *prev,
990                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
991 {
992         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
993         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
994         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
995         struct mem_cgroup *pos = NULL;
996
997         if (mem_cgroup_disabled())
998                 return NULL;
999
1000         if (!root)
1001                 root = root_mem_cgroup;
1002
1003         if (prev && !reclaim)
1004                 pos = prev;
1005
1006         rcu_read_lock();
1007
1008         if (reclaim) {
1009                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1010
1011                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1012                 iter = &mz->iter;
1013
1014                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1015                         goto out_unlock;
1016
1017                 while (1) {
1018                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1019                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1020                                 break;
1021                         /*
1022                          * css reference reached zero, so iter->position will
1023                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1024                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1025                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1026                          * might block it. So we clear iter->position right
1027                          * away.
1028                          */
1029                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1030                 }
1031         }
1032
1033         if (pos)
1034                 css = &pos->css;
1035
1036         for (;;) {
1037                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1038                 if (!css) {
1039                         /*
1040                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1041                          * new one might jump in right at the end of
1042                          * the hierarchy - make sure they see at least
1043                          * one group and restart from the beginning.
1044                          */
1045                         if (!prev)
1046                                 continue;
1047                         break;
1048                 }
1049
1050                 /*
1051                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1052                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1053                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1054                  */
1055                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1056
1057                 if (css == &root->css)
1058                         break;
1059
1060                 if (css_tryget(css))
1061                         break;
1062
1063                 memcg = NULL;
1064         }
1065
1066         if (reclaim) {
1067                 /*
1068                  * The position could have already been updated by a competing
1069                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1070                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1071                  */
1072                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1073
1074                 if (pos)
1075                         css_put(&pos->css);
1076
1077                 if (!memcg)
1078                         iter->generation++;
1079                 else if (!prev)
1080                         reclaim->generation = iter->generation;
1081         }
1082
1083 out_unlock:
1084         rcu_read_unlock();
1085         if (prev && prev != root)
1086                 css_put(&prev->css);
1087
1088         return memcg;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1093  * @root: hierarchy root
1094  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1095  */
1096 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1097                            struct mem_cgroup *prev)
1098 {
1099         if (!root)
1100                 root = root_mem_cgroup;
1101         if (prev && prev != root)
1102                 css_put(&prev->css);
1103 }
1104
1105 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1106                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1107 {
1108         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1109         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1110         int nid;
1111
1112         for_each_node(nid) {
1113                 mz = from->nodeinfo[nid];
1114                 iter = &mz->iter;
1115                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1116         }
1117 }
1118
1119 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1120 {
1121         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1122         struct mem_cgroup *last;
1123
1124         do {
1125                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1126                 last = memcg;
1127         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1128
1129         /*
1130          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1131          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1132          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1133          * dead_memcg from cgroup root separately.
1134          */
1135         if (last != root_mem_cgroup)
1136                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1137                                                 dead_memcg);
1138 }
1139
1140 /**
1141  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1142  * @memcg: hierarchy root
1143  * @fn: function to call for each task
1144  * @arg: argument passed to @fn
1145  *
1146  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1147  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1148  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1149  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1150  *
1151  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1152  */
1153 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1154                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1155 {
1156         struct mem_cgroup *iter;
1157         int ret = 0;
1158
1159         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1160
1161         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1162                 struct css_task_iter it;
1163                 struct task_struct *task;
1164
1165                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1166                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1167                         ret = fn(task, arg);
1168                 css_task_iter_end(&it);
1169                 if (ret) {
1170                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1171                         break;
1172                 }
1173         }
1174         return ret;
1175 }
1176
1177 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1178 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1179 {
1180         struct mem_cgroup *memcg;
1181
1182         if (mem_cgroup_disabled())
1183                 return;
1184
1185         memcg = folio_memcg(folio);
1186
1187         if (!memcg)
1188                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, folio);
1189         else
1190                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1191 }
1192 #endif
1193
1194 /**
1195  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1196  * @folio: Pointer to the folio.
1197  *
1198  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1199  * - folio locked
1200  * - folio_test_lru false
1201  * - folio_memcg_lock()
1202  * - folio frozen (refcount of 0)
1203  *
1204  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1205  */
1206 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1207 {
1208         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1209
1210         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1211         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1212
1213         return lruvec;
1214 }
1215
1216 /**
1217  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1218  * @folio: Pointer to the folio.
1219  *
1220  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1221  * - folio locked
1222  * - folio_test_lru false
1223  * - folio_memcg_lock()
1224  * - folio frozen (refcount of 0)
1225  *
1226  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1227  * disabled.
1228  */
1229 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1230 {
1231         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1232
1233         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1234         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1235
1236         return lruvec;
1237 }
1238
1239 /**
1240  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1241  * @folio: Pointer to the folio.
1242  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1243  *
1244  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1245  * - folio locked
1246  * - folio_test_lru false
1247  * - folio_memcg_lock()
1248  * - folio frozen (refcount of 0)
1249  *
1250  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1251  * disabled.
1252  */
1253 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1254                 unsigned long *flags)
1255 {
1256         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1257
1258         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1259         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1260
1261         return lruvec;
1262 }
1263
1264 /**
1265  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1266  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1267  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1268  * @zid: zone id of the accounted pages
1269  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1270  *
1271  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1272  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1273  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1274  */
1275 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1276                                 int zid, int nr_pages)
1277 {
1278         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1279         unsigned long *lru_size;
1280         long size;
1281
1282         if (mem_cgroup_disabled())
1283                 return;
1284
1285         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1286         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1287
1288         if (nr_pages < 0)
1289                 *lru_size += nr_pages;
1290
1291         size = *lru_size;
1292         if (WARN_ONCE(size < 0,
1293                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1294                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1295                 VM_BUG_ON(1);
1296                 *lru_size = 0;
1297         }
1298
1299         if (nr_pages > 0)
1300                 *lru_size += nr_pages;
1301 }
1302
1303 /**
1304  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1305  * @memcg: the memory cgroup
1306  *
1307  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1308  * pages.
1309  */
1310 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1311 {
1312         unsigned long margin = 0;
1313         unsigned long count;
1314         unsigned long limit;
1315
1316         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1317         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1318         if (count < limit)
1319                 margin = limit - count;
1320
1321         if (do_memsw_account()) {
1322                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1323                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1324                 if (count < limit)
1325                         margin = min(margin, limit - count);
1326                 else
1327                         margin = 0;
1328         }
1329
1330         return margin;
1331 }
1332
1333 /*
1334  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1335  *
1336  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1337  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1338  * caused by "move".
1339  */
1340 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1341 {
1342         struct mem_cgroup *from;
1343         struct mem_cgroup *to;
1344         bool ret = false;
1345         /*
1346          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1347          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1348          */
1349         spin_lock(&mc.lock);
1350         from = mc.from;
1351         to = mc.to;
1352         if (!from)
1353                 goto unlock;
1354
1355         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1356                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1357 unlock:
1358         spin_unlock(&mc.lock);
1359         return ret;
1360 }
1361
1362 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1363 {
1364         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1365                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1366                         DEFINE_WAIT(wait);
1367                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1368                         /* moving charge context might have finished. */
1369                         if (mc.moving_task)
1370                                 schedule();
1371                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1372                         return true;
1373                 }
1374         }
1375         return false;
1376 }
1377
1378 struct memory_stat {
1379         const char *name;
1380         unsigned int idx;
1381 };
1382
1383 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1384         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1385         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1386         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1387         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1388         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1389         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1390         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1391         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1392         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1393         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1394 #ifdef CONFIG_SWAP
1395         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1396 #endif
1397 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1398         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1399         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1400         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1401 #endif
1402         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1403         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1404         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1405         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1406         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1407         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1408         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1409
1410         /* The memory events */
1411         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1412         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1413         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1414         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1415         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1416         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1417         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1418 };
1419
1420 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1421 static int memcg_page_state_unit(int item)
1422 {
1423         switch (item) {
1424         case MEMCG_PERCPU_B:
1425         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1426         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1427         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1428         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1429         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1430         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1431         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1432         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1433         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1434                 return 1;
1435         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1436                 return SZ_1K;
1437         default:
1438                 return PAGE_SIZE;
1439         }
1440 }
1441
1442 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1443                                                     int item)
1444 {
1445         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1446 }
1447
1448 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1449 {
1450         struct seq_buf s;
1451         int i;
1452
1453         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1454         if (!s.buffer)
1455                 return NULL;
1456
1457         /*
1458          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1459          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1460          *
1461          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1462          * 1) generic big picture -> specifics and details
1463          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1464          *
1465          * Current memory state:
1466          */
1467         mem_cgroup_flush_stats();
1468
1469         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1470                 u64 size;
1471
1472                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1473                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1474
1475                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1476                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1477                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1478                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1479                 }
1480         }
1481
1482         /* Accumulated memory events */
1483
1484         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1485                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1486         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1487                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1488         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1489                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1490         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1491                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1492                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1493         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1494                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1495                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1496         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1497                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1498         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1499                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1500         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1501                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1502         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1503                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1504
1505 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1506         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1507                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1508         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1509                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1510 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1511
1512         /* The above should easily fit into one page */
1513         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1514
1515         return s.buffer;
1516 }
1517
1518 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1519 /**
1520  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1521  * memory controller.
1522  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1523  * @p: Task that is going to be killed
1524  *
1525  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1526  * enabled
1527  */
1528 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1529 {
1530         rcu_read_lock();
1531
1532         if (memcg) {
1533                 pr_cont(",oom_memcg=");
1534                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1535         } else
1536                 pr_cont(",global_oom");
1537         if (p) {
1538                 pr_cont(",task_memcg=");
1539                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1540         }
1541         rcu_read_unlock();
1542 }
1543
1544 /**
1545  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1546  * memory controller.
1547  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1548  */
1549 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1550 {
1551         char *buf;
1552
1553         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1554                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1555                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1556         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1557                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1558                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1559                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1560         else {
1561                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1562                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1563                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1564                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1565                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1566                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1567         }
1568
1569         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1570         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1571         pr_cont(":");
1572         buf = memory_stat_format(memcg);
1573         if (!buf)
1574                 return;
1575         pr_info("%s", buf);
1576         kfree(buf);
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1581  */
1582 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1583 {
1584         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1585
1586         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1587                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1588                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1589                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1590         } else { /* v1 */
1591                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1592                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1593                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1594
1595                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1596                 }
1597         }
1598         return max;
1599 }
1600
1601 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         return page_counter_read(&memcg->memory);
1604 }
1605
1606 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1607                                      int order)
1608 {
1609         struct oom_control oc = {
1610                 .zonelist = NULL,
1611                 .nodemask = NULL,
1612                 .memcg = memcg,
1613                 .gfp_mask = gfp_mask,
1614                 .order = order,
1615         };
1616         bool ret = true;
1617
1618         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1619                 return true;
1620
1621         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1622                 goto unlock;
1623
1624         /*
1625          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1626          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1627          */
1628         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1629
1630 unlock:
1631         mutex_unlock(&oom_lock);
1632         return ret;
1633 }
1634
1635 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1636                                    pg_data_t *pgdat,
1637                                    gfp_t gfp_mask,
1638                                    unsigned long *total_scanned)
1639 {
1640         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1641         int total = 0;
1642         int loop = 0;
1643         unsigned long excess;
1644         unsigned long nr_scanned;
1645         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1646                 .pgdat = pgdat,
1647         };
1648
1649         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1650
1651         while (1) {
1652                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1653                 if (!victim) {
1654                         loop++;
1655                         if (loop >= 2) {
1656                                 /*
1657                                  * If we have not been able to reclaim
1658                                  * anything, it might because there are
1659                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1660                                  */
1661                                 if (!total)
1662                                         break;
1663                                 /*
1664                                  * We want to do more targeted reclaim.
1665                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1666                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1667                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1668                                  */
1669                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1670                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1671                                         break;
1672                         }
1673                         continue;
1674                 }
1675                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1676                                         pgdat, &nr_scanned);
1677                 *total_scanned += nr_scanned;
1678                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1679                         break;
1680         }
1681         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1682         return total;
1683 }
1684
1685 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1686 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1687         .name = "memcg_oom_lock",
1688 };
1689 #endif
1690
1691 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1692
1693 /*
1694  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1695  * If someone is running, return false.
1696  */
1697 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1698 {
1699         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1700
1701         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1702
1703         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1704                 if (iter->oom_lock) {
1705                         /*
1706                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1707                          * so we cannot give a lock.
1708                          */
1709                         failed = iter;
1710                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1711                         break;
1712                 } else
1713                         iter->oom_lock = true;
1714         }
1715
1716         if (failed) {
1717                 /*
1718                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1719                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1720                  */
1721                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1722                         if (iter == failed) {
1723                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1724                                 break;
1725                         }
1726                         iter->oom_lock = false;
1727                 }
1728         } else
1729                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1730
1731         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1732
1733         return !failed;
1734 }
1735
1736 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1737 {
1738         struct mem_cgroup *iter;
1739
1740         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1741         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1742         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1743                 iter->oom_lock = false;
1744         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1745 }
1746
1747 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1748 {
1749         struct mem_cgroup *iter;
1750
1751         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1752         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1753                 iter->under_oom++;
1754         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1755 }
1756
1757 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1758 {
1759         struct mem_cgroup *iter;
1760
1761         /*
1762          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1763          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1764          */
1765         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1766         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1767                 if (iter->under_oom > 0)
1768                         iter->under_oom--;
1769         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1770 }
1771
1772 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1773
1774 struct oom_wait_info {
1775         struct mem_cgroup *memcg;
1776         wait_queue_entry_t      wait;
1777 };
1778
1779 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1780         unsigned mode, int sync, void *arg)
1781 {
1782         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1783         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1784         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1785
1786         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1787         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1788
1789         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1790             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1791                 return 0;
1792         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1793 }
1794
1795 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1796 {
1797         /*
1798          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1799          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1800          * this function is called as a result of userland actions
1801          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1802          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1803          * triggering notification.
1804          */
1805         if (memcg && memcg->under_oom)
1806                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1807 }
1808
1809 enum oom_status {
1810         OOM_SUCCESS,
1811         OOM_FAILED,
1812         OOM_ASYNC,
1813         OOM_SKIPPED
1814 };
1815
1816 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1817 {
1818         enum oom_status ret;
1819         bool locked;
1820
1821         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1822                 return OOM_SKIPPED;
1823
1824         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1825
1826         /*
1827          * We are in the middle of the charge context here, so we
1828          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1829          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1830          *
1831          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1832          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1833          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1834          * released.
1835          *
1836          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1837          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1838          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1839          * invoke the oom killer here.
1840          *
1841          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1842          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1843          */
1844         if (memcg->oom_kill_disable) {
1845                 if (!current->in_user_fault)
1846                         return OOM_SKIPPED;
1847                 css_get(&memcg->css);
1848                 current->memcg_in_oom = memcg;
1849                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1850                 current->memcg_oom_order = order;
1851
1852                 return OOM_ASYNC;
1853         }
1854
1855         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1856
1857         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1858
1859         if (locked)
1860                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1861
1862         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1863         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1864                 ret = OOM_SUCCESS;
1865         else
1866                 ret = OOM_FAILED;
1867
1868         if (locked)
1869                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1870
1871         return ret;
1872 }
1873
1874 /**
1875  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1876  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1877  *
1878  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1879  * handler was enabled.
1880  *
1881  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1882  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1883  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1884  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1885  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1886  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1887  *
1888  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1889  * completed, %false otherwise.
1890  */
1891 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1892 {
1893         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1894         struct oom_wait_info owait;
1895         bool locked;
1896
1897         /* OOM is global, do not handle */
1898         if (!memcg)
1899                 return false;
1900
1901         if (!handle)
1902                 goto cleanup;
1903
1904         owait.memcg = memcg;
1905         owait.wait.flags = 0;
1906         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1907         owait.wait.private = current;
1908         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1909
1910         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1911         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1912
1913         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1914
1915         if (locked)
1916                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1917
1918         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1919                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1920                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1921                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1922                                          current->memcg_oom_order);
1923         } else {
1924                 schedule();
1925                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1926                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1927         }
1928
1929         if (locked) {
1930                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1931                 /*
1932                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1933                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1934                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1935                  */
1936                 memcg_oom_recover(memcg);
1937         }
1938 cleanup:
1939         current->memcg_in_oom = NULL;
1940         css_put(&memcg->css);
1941         return true;
1942 }
1943
1944 /**
1945  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1946  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1947  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1948  *
1949  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1950  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1951  *
1952  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1953  */
1954 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1955                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1956 {
1957         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1958         struct mem_cgroup *memcg;
1959
1960         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1961                 return NULL;
1962
1963         if (!oom_domain)
1964                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1965
1966         rcu_read_lock();
1967
1968         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1969         if (memcg == root_mem_cgroup)
1970                 goto out;
1971
1972         /*
1973          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1974          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1975          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1976          */
1977         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1978                 goto out;
1979
1980         /*
1981          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1982          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1983          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1984          */
1985         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1986                 if (memcg->oom_group)
1987                         oom_group = memcg;
1988
1989                 if (memcg == oom_domain)
1990                         break;
1991         }
1992
1993         if (oom_group)
1994                 css_get(&oom_group->css);
1995 out:
1996         rcu_read_unlock();
1997
1998         return oom_group;
1999 }
2000
2001 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2002 {
2003         pr_info("Tasks in ");
2004         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2005         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2006 }
2007
2008 /**
2009  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
2010  * @folio: The folio.
2011  *
2012  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2013  * another cgroup.
2014  *
2015  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2016  * for the lifetime of the folio.
2017  */
2018 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *memcg;
2021         unsigned long flags;
2022
2023         /*
2024          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2025          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2026          * because page moving starts with an RCU grace period.
2027          */
2028         rcu_read_lock();
2029
2030         if (mem_cgroup_disabled())
2031                 return;
2032 again:
2033         memcg = folio_memcg(folio);
2034         if (unlikely(!memcg))
2035                 return;
2036
2037 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2038         local_irq_save(flags);
2039         might_lock(&memcg->move_lock);
2040         local_irq_restore(flags);
2041 #endif
2042
2043         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2044                 return;
2045
2046         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2047         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2048                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2049                 goto again;
2050         }
2051
2052         /*
2053          * When charge migration first begins, we can have multiple
2054          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2055          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2056          * move_lock for unlock_page_memcg().
2057          */
2058         memcg->move_lock_task = current;
2059         memcg->move_lock_flags = flags;
2060 }
2061 EXPORT_SYMBOL(folio_memcg_lock);
2062
2063 void lock_page_memcg(struct page *page)
2064 {
2065         folio_memcg_lock(page_folio(page));
2066 }
2067 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2068
2069 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2070 {
2071         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2072                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2073
2074                 memcg->move_lock_task = NULL;
2075                 memcg->move_lock_flags = 0;
2076
2077                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2078         }
2079
2080         rcu_read_unlock();
2081 }
2082
2083 /**
2084  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2085  * @folio: The folio.
2086  *
2087  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2088  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2089  * permit others to change it.
2090  */
2091 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2092 {
2093         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2094 }
2095 EXPORT_SYMBOL(folio_memcg_unlock);
2096
2097 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2098 {
2099         folio_memcg_unlock(page_folio(page));
2100 }
2101 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2102
2103 struct obj_stock {
2104 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2105         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2106         struct pglist_data *cached_pgdat;
2107         unsigned int nr_bytes;
2108         int nr_slab_reclaimable_b;
2109         int nr_slab_unreclaimable_b;
2110 #else
2111         int dummy[0];
2112 #endif
2113 };
2114
2115 struct memcg_stock_pcp {
2116         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2117         unsigned int nr_pages;
2118         struct obj_stock task_obj;
2119         struct obj_stock irq_obj;
2120
2121         struct work_struct work;
2122         unsigned long flags;
2123 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2124 };
2125 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2126 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2127
2128 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2129 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2130 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2131                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2132
2133 #else
2134 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2135 {
2136 }
2137 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2138                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2139 {
2140         return false;
2141 }
2142 #endif
2143
2144 /*
2145  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2146  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2147  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2148  * task context and interrupt context access respectively.
2149  *
2150  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2151  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2152  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2153  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2154  */
2155 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2156 {
2157         struct memcg_stock_pcp *stock;
2158
2159         if (likely(in_task())) {
2160                 *pflags = 0UL;
2161                 preempt_disable();
2162                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2163                 return &stock->task_obj;
2164         }
2165
2166         local_irq_save(*pflags);
2167         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2168         return &stock->irq_obj;
2169 }
2170
2171 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2172 {
2173         if (likely(in_task()))
2174                 preempt_enable();
2175         else
2176                 local_irq_restore(flags);
2177 }
2178
2179 /**
2180  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2181  * @memcg: memcg to consume from.
2182  * @nr_pages: how many pages to charge.
2183  *
2184  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2185  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2186  * service an allocation will refill the stock.
2187  *
2188  * returns true if successful, false otherwise.
2189  */
2190 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2191 {
2192         struct memcg_stock_pcp *stock;
2193         unsigned long flags;
2194         bool ret = false;
2195
2196         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2197                 return ret;
2198
2199         local_irq_save(flags);
2200
2201         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2202         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2203                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2204                 ret = true;
2205         }
2206
2207         local_irq_restore(flags);
2208
2209         return ret;
2210 }
2211
2212 /*
2213  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2214  */
2215 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2216 {
2217         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2218
2219         if (!old)
2220                 return;
2221
2222         if (stock->nr_pages) {
2223                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2224                 if (do_memsw_account())
2225                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2226                 stock->nr_pages = 0;
2227         }
2228
2229         css_put(&old->css);
2230         stock->cached = NULL;
2231 }
2232
2233 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2234 {
2235         struct memcg_stock_pcp *stock;
2236         unsigned long flags;
2237
2238         /*
2239          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2240          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2241          * here with IRQ disabled
2242          */
2243         local_irq_save(flags);
2244
2245         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2246         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2247         if (in_task())
2248                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2249         drain_stock(stock);
2250         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2251
2252         local_irq_restore(flags);
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2257  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2258  */
2259 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2260 {
2261         struct memcg_stock_pcp *stock;
2262         unsigned long flags;
2263
2264         local_irq_save(flags);
2265
2266         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2267         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2268                 drain_stock(stock);
2269                 css_get(&memcg->css);
2270                 stock->cached = memcg;
2271         }
2272         stock->nr_pages += nr_pages;
2273
2274         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2275                 drain_stock(stock);
2276
2277         local_irq_restore(flags);
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2282  * of the hierarchy under it.
2283  */
2284 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2285 {
2286         int cpu, curcpu;
2287
2288         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2289         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2290                 return;
2291         /*
2292          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2293          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2294          * as well as workers from this path always operate on the local
2295          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2296          */
2297         curcpu = get_cpu();
2298         for_each_online_cpu(cpu) {
2299                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2300                 struct mem_cgroup *memcg;
2301                 bool flush = false;
2302
2303                 rcu_read_lock();
2304                 memcg = stock->cached;
2305                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2306                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2307                         flush = true;
2308                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2309                         flush = true;
2310                 rcu_read_unlock();
2311
2312                 if (flush &&
2313                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2314                         if (cpu == curcpu)
2315                                 drain_local_stock(&stock->work);
2316                         else
2317                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2318                 }
2319         }
2320         put_cpu();
2321         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2322 }
2323
2324 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2325 {
2326         struct memcg_stock_pcp *stock;
2327
2328         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2329         drain_stock(stock);
2330
2331         return 0;
2332 }
2333
2334 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2335                                   unsigned int nr_pages,
2336                                   gfp_t gfp_mask)
2337 {
2338         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2339
2340         do {
2341                 unsigned long pflags;
2342
2343                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2344                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2345                         continue;
2346
2347                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2348
2349                 psi_memstall_enter(&pflags);
2350                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2351                                                              gfp_mask, true);
2352                 psi_memstall_leave(&pflags);
2353         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2354                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2355
2356         return nr_reclaimed;
2357 }
2358
2359 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2360 {
2361         struct mem_cgroup *memcg;
2362
2363         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2364         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2365 }
2366
2367 /*
2368  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2369  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2370  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2371  */
2372 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2373
2374 /*
2375  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2376  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2377  * below.
2378  *
2379  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2380  *   overage ratio to a delay.
2381  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2382  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2383  *   to produce a reasonable delay curve.
2384  *
2385  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2386  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2387  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2388  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2389  * example, with a high of 100 megabytes:
2390  *
2391  *  +-------+------------------------+
2392  *  | usage | time to allocate in ms |
2393  *  +-------+------------------------+
2394  *  | 100M  |                      0 |
2395  *  | 101M  |                      6 |
2396  *  | 102M  |                     25 |
2397  *  | 103M  |                     57 |
2398  *  | 104M  |                    102 |
2399  *  | 105M  |                    159 |
2400  *  | 106M  |                    230 |
2401  *  | 107M  |                    313 |
2402  *  | 108M  |                    409 |
2403  *  | 109M  |                    518 |
2404  *  | 110M  |                    639 |
2405  *  | 111M  |                    774 |
2406  *  | 112M  |                    921 |
2407  *  | 113M  |                   1081 |
2408  *  | 114M  |                   1254 |
2409  *  | 115M  |                   1439 |
2410  *  | 116M  |                   1638 |
2411  *  | 117M  |                   1849 |
2412  *  | 118M  |                   2000 |
2413  *  | 119M  |                   2000 |
2414  *  | 120M  |                   2000 |
2415  *  +-------+------------------------+
2416  */
2417  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2418  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2419
2420 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2421 {
2422         u64 overage;
2423
2424         if (usage <= high)
2425                 return 0;
2426
2427         /*
2428          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2429          * it was a threshold of 1 page
2430          */
2431         high = max(high, 1UL);
2432
2433         overage = usage - high;
2434         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2435         return div64_u64(overage, high);
2436 }
2437
2438 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2439 {
2440         u64 overage, max_overage = 0;
2441
2442         do {
2443                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2444                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2445                 max_overage = max(overage, max_overage);
2446         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2447                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2448
2449         return max_overage;
2450 }
2451
2452 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2453 {
2454         u64 overage, max_overage = 0;
2455
2456         do {
2457                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2458                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2459                 if (overage)
2460                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2461                 max_overage = max(overage, max_overage);
2462         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2463                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2464
2465         return max_overage;
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2470  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2471  */
2472 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2473                                           unsigned int nr_pages,
2474                                           u64 max_overage)
2475 {
2476         unsigned long penalty_jiffies;
2477
2478         if (!max_overage)
2479                 return 0;
2480
2481         /*
2482          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2483          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2484          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2485          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2486          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2487          * overage amount.
2488          */
2489         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2490         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2491         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2492
2493         /*
2494          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2495          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2496          * 4N-sized allocation.
2497          *
2498          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2499          * larger the current charge patch is than that.
2500          */
2501         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2502 }
2503
2504 /*
2505  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2506  * and reclaims memory over the high limit.
2507  */
2508 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2509 {
2510         unsigned long penalty_jiffies;
2511         unsigned long pflags;
2512         unsigned long nr_reclaimed;
2513         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2514         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2515         struct mem_cgroup *memcg;
2516         bool in_retry = false;
2517
2518         if (likely(!nr_pages))
2519                 return;
2520
2521         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2522         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2523
2524 retry_reclaim:
2525         /*
2526          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2527          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2528          * or breaching resource isolation.
2529          *
2530          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2531          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2532          * allocator run every time an allocation is made.
2533          */
2534         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2535                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2536                                     GFP_KERNEL);
2537
2538         /*
2539          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2540          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2541          */
2542         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2543                                                mem_find_max_overage(memcg));
2544
2545         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2546                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2547
2548         /*
2549          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2550          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2551          * extremely slowly.
2552          */
2553         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2554
2555         /*
2556          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2557          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2558          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2559          * been aggressively reclaimed enough yet.
2560          */
2561         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2562                 goto out;
2563
2564         /*
2565          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2566          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2567          * throttling.
2568          */
2569         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2570                 in_retry = true;
2571                 goto retry_reclaim;
2572         }
2573
2574         /*
2575          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2576          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2577          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2578          */
2579         psi_memstall_enter(&pflags);
2580         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2581         psi_memstall_leave(&pflags);
2582
2583 out:
2584         css_put(&memcg->css);
2585 }
2586
2587 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2588                         unsigned int nr_pages)
2589 {
2590         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2591         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2592         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2593         struct page_counter *counter;
2594         enum oom_status oom_status;
2595         unsigned long nr_reclaimed;
2596         bool passed_oom = false;
2597         bool may_swap = true;
2598         bool drained = false;
2599         unsigned long pflags;
2600
2601 retry:
2602         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2603                 return 0;
2604
2605         if (!do_memsw_account() ||
2606             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2607                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2608                         goto done_restock;
2609                 if (do_memsw_account())
2610                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2611                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2612         } else {
2613                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2614                 may_swap = false;
2615         }
2616
2617         if (batch > nr_pages) {
2618                 batch = nr_pages;
2619                 goto retry;
2620         }
2621
2622         /*
2623          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2624          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2625          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2626          * and let these go through as privileged allocations.
2627          */
2628         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2629                 goto force;
2630
2631         /*
2632          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2633          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2634          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2635          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2636          */
2637         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2638                 goto force;
2639
2640         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2641                 goto nomem;
2642
2643         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2644                 goto nomem;
2645
2646         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2647
2648         psi_memstall_enter(&pflags);
2649         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2650                                                     gfp_mask, may_swap);
2651         psi_memstall_leave(&pflags);
2652
2653         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2654                 goto retry;
2655
2656         if (!drained) {
2657                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2658                 drained = true;
2659                 goto retry;
2660         }
2661
2662         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2663                 goto nomem;
2664         /*
2665          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2666          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2667          * before killing the task.
2668          *
2669          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2670          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2671          * to regular pages anyway in case of failure.
2672          */
2673         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2674                 goto retry;
2675         /*
2676          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2677          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2678          */
2679         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2680                 goto retry;
2681
2682         if (nr_retries--)
2683                 goto retry;
2684
2685         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2686                 goto nomem;
2687
2688         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2689         if (passed_oom && task_is_dying())
2690                 goto nomem;
2691
2692         /*
2693          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2694          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2695          * couldn't make any progress.
2696          */
2697         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2698                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2699         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2700                 passed_oom = true;
2701                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2702                 goto retry;
2703         }
2704 nomem:
2705         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2706                 return -ENOMEM;
2707 force:
2708         /*
2709          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2710          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2711          * temporarily by force charging it.
2712          */
2713         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2714         if (do_memsw_account())
2715                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2716
2717         return 0;
2718
2719 done_restock:
2720         if (batch > nr_pages)
2721                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2722
2723         /*
2724          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2725          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2726          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2727          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2728          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2729          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2730          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2731          */
2732         do {
2733                 bool mem_high, swap_high;
2734
2735                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2736                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2737                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2738                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2739
2740                 /* Don't bother a random interrupted task */
2741                 if (in_interrupt()) {
2742                         if (mem_high) {
2743                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2744                                 break;
2745                         }
2746                         continue;
2747                 }
2748
2749                 if (mem_high || swap_high) {
2750                         /*
2751                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2752                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2753                          * of the memory or swap footprints.
2754                          *
2755                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2756                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2757                          * based on how much each task is actually allocating.
2758                          */
2759                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2760                         set_notify_resume(current);
2761                         break;
2762                 }
2763         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2764
2765         return 0;
2766 }
2767
2768 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2769                              unsigned int nr_pages)
2770 {
2771         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2772                 return 0;
2773
2774         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2775 }
2776
2777 static inline void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2778 {
2779         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2780                 return;
2781
2782         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2783         if (do_memsw_account())
2784                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2785 }
2786
2787 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2788 {
2789         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2790         /*
2791          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2792          *
2793          * - the page lock
2794          * - LRU isolation
2795          * - lock_page_memcg()
2796          * - exclusive reference
2797          */
2798         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2799 }
2800
2801 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2802 {
2803         struct mem_cgroup *memcg;
2804
2805         rcu_read_lock();
2806 retry:
2807         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2808         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2809                 goto retry;
2810         rcu_read_unlock();
2811
2812         return memcg;
2813 }
2814
2815 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2816 /*
2817  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2818  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2819  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2820  */
2821 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2822
2823 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2824                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2825 {
2826         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2827         unsigned long memcg_data;
2828         void *vec;
2829
2830         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2831         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2832                            page_to_nid(page));
2833         if (!vec)
2834                 return -ENOMEM;
2835
2836         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2837         if (new_page) {
2838                 /*
2839                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2840                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2841                  * memcg_data can be simply assigned.
2842                  */
2843                 page->memcg_data = memcg_data;
2844         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2845                 /*
2846                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2847                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2848                  * objcg vector should be reused.
2849                  */
2850                 kfree(vec);
2851                 return 0;
2852         }
2853
2854         kmemleak_not_leak(vec);
2855         return 0;
2856 }
2857
2858 /*
2859  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2860  *
2861  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2862  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2863  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2864  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2865  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2866  *
2867  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2868  * cgroup_mutex, etc.
2869  */
2870 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2871 {
2872         struct page *page;
2873
2874         if (mem_cgroup_disabled())
2875                 return NULL;
2876
2877         page = virt_to_head_page(p);
2878
2879         /*
2880          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2881          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2882          * the page->obj_cgroups.
2883          */
2884         if (page_objcgs_check(page)) {
2885                 struct obj_cgroup *objcg;
2886                 unsigned int off;
2887
2888                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2889                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2890                 if (objcg)
2891                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2892
2893                 return NULL;
2894         }
2895
2896         /*
2897          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2898          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2899          * at that moment, but it can be set concurrently.
2900          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2901          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2902          */
2903         return page_memcg_check(page);
2904 }
2905
2906 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2907 {
2908         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2909         struct mem_cgroup *memcg;
2910
2911         if (memcg_kmem_bypass())
2912                 return NULL;
2913
2914         rcu_read_lock();
2915         if (unlikely(active_memcg()))
2916                 memcg = active_memcg();
2917         else
2918                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2919
2920         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2921                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2922                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2923                         break;
2924                 objcg = NULL;
2925         }
2926         rcu_read_unlock();
2927
2928         return objcg;
2929 }
2930
2931 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2932 {
2933         int id, size;
2934         int err;
2935
2936         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2937                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2938         if (id < 0)
2939                 return id;
2940
2941         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2942                 return id;
2943
2944         /*
2945          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2946          * so we have to grow them.
2947          */
2948         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2949
2950         size = 2 * (id + 1);
2951         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2952                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2953         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2954                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2955
2956         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2957         if (!err)
2958                 memcg_nr_cache_ids = size;
2959
2960         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2961
2962         if (err) {
2963                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2964                 return err;
2965         }
2966         return id;
2967 }
2968
2969 static void memcg_free_cache_id(int id)
2970 {
2971         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2972 }
2973
2974 /*
2975  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2976  * @objcg: object cgroup to uncharge
2977  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2978  */
2979 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2980                                       unsigned int nr_pages)
2981 {
2982         struct mem_cgroup *memcg;
2983
2984         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2985
2986         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2987                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2988         refill_stock(memcg, nr_pages);
2989
2990         css_put(&memcg->css);
2991 }
2992
2993 /*
2994  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2995  * @objcg: object cgroup to charge
2996  * @gfp: reclaim mode
2997  * @nr_pages: number of pages to charge
2998  *
2999  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3000  */
3001 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3002                                    unsigned int nr_pages)
3003 {
3004         struct mem_cgroup *memcg;
3005         int ret;
3006
3007         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3008
3009         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3010         if (ret)
3011                 goto out;
3012
3013         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3014                 page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3015 out:
3016         css_put(&memcg->css);
3017
3018         return ret;
3019 }
3020
3021 /**
3022  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3023  * @page: page to charge
3024  * @gfp: reclaim mode
3025  * @order: allocation order
3026  *
3027  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3028  */
3029 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3030 {
3031         struct obj_cgroup *objcg;
3032         int ret = 0;
3033
3034         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3035         if (objcg) {
3036                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3037                 if (!ret) {
3038                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3039                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3040                         return 0;
3041                 }
3042                 obj_cgroup_put(objcg);
3043         }
3044         return ret;
3045 }
3046
3047 /**
3048  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3049  * @page: page to uncharge
3050  * @order: allocation order
3051  */
3052 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3053 {
3054         struct folio *folio = page_folio(page);
3055         struct obj_cgroup *objcg;
3056         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3057
3058         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3059                 return;
3060
3061         objcg = __folio_objcg(folio);
3062         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3063         folio->memcg_data = 0;
3064         obj_cgroup_put(objcg);
3065 }
3066
3067 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3068                      enum node_stat_item idx, int nr)
3069 {
3070         unsigned long flags;
3071         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3072         int *bytes;
3073
3074         /*
3075          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3076          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3077          * changes.
3078          */
3079         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3080                 drain_obj_stock(stock);
3081                 obj_cgroup_get(objcg);
3082                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3083                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3084                 stock->cached_objcg = objcg;
3085                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3086         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3087                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3088                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3089
3090                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3091                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3092                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3093                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3094                 }
3095                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3096                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3097                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3098                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3099                 }
3100                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3101         }
3102
3103         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3104                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3105         /*
3106          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3107          * cached locally at least once before pushing it out.
3108          */
3109         if (!*bytes) {
3110                 *bytes = nr;
3111                 nr = 0;
3112         } else {
3113                 *bytes += nr;
3114                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3115                         nr = *bytes;
3116                         *bytes = 0;
3117                 } else {
3118                         nr = 0;
3119                 }
3120         }
3121         if (nr)
3122                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3123
3124         put_obj_stock(flags);
3125 }
3126
3127 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3128 {
3129         unsigned long flags;
3130         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3131         bool ret = false;
3132
3133         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3134                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3135                 ret = true;
3136         }
3137
3138         put_obj_stock(flags);
3139
3140         return ret;
3141 }
3142
3143 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3144 {
3145         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3146
3147         if (!old)
3148                 return;
3149
3150         if (stock->nr_bytes) {
3151                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3152                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3153
3154                 if (nr_pages)
3155                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3156
3157                 /*
3158                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3159                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3160                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3161                  * refill_obj_stock().
3162                  *
3163                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3164                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3165                  * so it might be changed in the future.
3166                  */
3167                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3168                 stock->nr_bytes = 0;
3169         }
3170
3171         /*
3172          * Flush the vmstat data in current stock
3173          */
3174         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3175                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3176                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3177                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3178                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3179                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3180                 }
3181                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3182                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3183                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3184                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3185                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3186                 }
3187                 stock->cached_pgdat = NULL;
3188         }
3189
3190         obj_cgroup_put(old);
3191         stock->cached_objcg = NULL;
3192 }
3193
3194 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3195                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3196 {
3197         struct mem_cgroup *memcg;
3198
3199         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3200                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3201                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3202                         return true;
3203         }
3204         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3205                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3206                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3207                         return true;
3208         }
3209
3210         return false;
3211 }
3212
3213 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3214                              bool allow_uncharge)
3215 {
3216         unsigned long flags;
3217         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3218         unsigned int nr_pages = 0;
3219
3220         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3221                 drain_obj_stock(stock);
3222                 obj_cgroup_get(objcg);
3223                 stock->cached_objcg = objcg;
3224                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3225                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3226                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3227         }
3228         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3229
3230         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3231                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3232                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3233         }
3234
3235         put_obj_stock(flags);
3236
3237         if (nr_pages)
3238                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3239 }
3240
3241 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3242 {
3243         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3244         int ret;
3245
3246         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3247                 return 0;
3248
3249         /*
3250          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3251          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3252          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3253          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3254          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3255          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3256          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3257          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3258          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3259          *
3260          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3261          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3262          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3263          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3264          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3265          * page uncharge right after a page charge, we set the
3266          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3267          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3268          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3269          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3270          * race.
3271          */
3272         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3273         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3274
3275         if (nr_bytes)
3276                 nr_pages += 1;
3277
3278         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3279         if (!ret && nr_bytes)
3280                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3281
3282         return ret;
3283 }
3284
3285 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3286 {
3287         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3288 }
3289
3290 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3291
3292 /*
3293  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3294  */
3295 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3296 {
3297         struct folio *folio = page_folio(head);
3298         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3299         int i;
3300
3301         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3302                 return;
3303
3304         for (i = 1; i < nr; i++)
3305                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3306
3307         if (folio_memcg_kmem(folio))
3308                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3309         else
3310                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3311 }
3312
3313 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3314 /**
3315  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3316  * @entry: swap entry to be moved
3317  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3318  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3319  *
3320  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3321  * as the mem_cgroup's id of @from.
3322  *
3323  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3324  *
3325  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3326  * both res and memsw, and called css_get().
3327  */
3328 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3329                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3330 {
3331         unsigned short old_id, new_id;
3332
3333         old_id = mem_cgroup_id(from);
3334         new_id = mem_cgroup_id(to);
3335
3336         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3337                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3338                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3339                 return 0;
3340         }
3341         return -EINVAL;
3342 }
3343 #else
3344 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3345                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3346 {
3347         return -EINVAL;
3348 }
3349 #endif
3350
3351 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3352
3353 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3354                                  unsigned long max, bool memsw)
3355 {
3356         bool enlarge = false;
3357         bool drained = false;
3358         int ret;
3359         bool limits_invariant;
3360         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3361
3362         do {
3363                 if (signal_pending(current)) {
3364                         ret = -EINTR;
3365                         break;
3366                 }
3367
3368                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3369                 /*
3370                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3371                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3372                  */
3373                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3374                                            max <= memcg->memsw.max;
3375                 if (!limits_invariant) {
3376                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3377                         ret = -EINVAL;
3378                         break;
3379                 }
3380                 if (max > counter->max)
3381                         enlarge = true;
3382                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3383                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3384
3385                 if (!ret)
3386                         break;
3387
3388                 if (!drained) {
3389                         drain_all_stock(memcg);
3390                         drained = true;
3391                         continue;
3392                 }
3393
3394                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3395                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3396                         ret = -EBUSY;
3397                         break;
3398                 }
3399         } while (true);
3400
3401         if (!ret && enlarge)
3402                 memcg_oom_recover(memcg);
3403
3404         return ret;
3405 }
3406
3407 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3408                                             gfp_t gfp_mask,
3409                                             unsigned long *total_scanned)
3410 {
3411         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3412         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3413         unsigned long reclaimed;
3414         int loop = 0;
3415         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3416         unsigned long excess;
3417         unsigned long nr_scanned;
3418
3419         if (order > 0)
3420                 return 0;
3421
3422         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3423
3424         /*
3425          * Do not even bother to check the largest node if the root
3426          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3427          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3428          */
3429         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3430                 return 0;
3431
3432         /*
3433          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3434          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3435          * pressure
3436          */
3437         do {
3438                 if (next_mz)
3439                         mz = next_mz;
3440                 else
3441                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3442                 if (!mz)
3443                         break;
3444
3445                 nr_scanned = 0;
3446                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3447                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3448                 nr_reclaimed += reclaimed;
3449                 *total_scanned += nr_scanned;
3450                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3451                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3452
3453                 /*
3454                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3455                  * it is time to move on to the next cgroup
3456                  */
3457                 next_mz = NULL;
3458                 if (!reclaimed)
3459                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3460
3461                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3462                 /*
3463                  * One school of thought says that we should not add
3464                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3465                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3466                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3467                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3468                  * term TODO.
3469                  */
3470                 /* If excess == 0, no tree ops */
3471                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3472                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3473                 css_put(&mz->memcg->css);
3474                 loop++;
3475                 /*
3476                  * Could not reclaim anything and there are no more
3477                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3478                  * reclaiming anything.
3479                  */
3480                 if (!nr_reclaimed &&
3481                         (next_mz == NULL ||
3482                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3483                         break;
3484         } while (!nr_reclaimed);
3485         if (next_mz)
3486                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3487         return nr_reclaimed;
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3492  *
3493  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3494  */
3495 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3496 {
3497         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3498
3499         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3500         lru_add_drain_all();
3501
3502         drain_all_stock(memcg);
3503
3504         /* try to free all pages in this cgroup */
3505         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3506                 if (signal_pending(current))
3507                         return -EINTR;
3508
3509                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true))
3510                         nr_retries--;
3511         }
3512
3513         return 0;
3514 }
3515
3516 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3517                                             char *buf, size_t nbytes,
3518                                             loff_t off)
3519 {
3520         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3521
3522         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3523                 return -EINVAL;
3524         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3525 }
3526
3527 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3528                                      struct cftype *cft)
3529 {
3530         return 1;
3531 }
3532
3533 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3534                                       struct cftype *cft, u64 val)
3535 {
3536         if (val == 1)
3537                 return 0;
3538
3539         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3540                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3541                      "depend on this functionality.\n");
3542
3543         return -EINVAL;
3544 }
3545
3546 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3547 {
3548         unsigned long val;
3549
3550         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3551                 mem_cgroup_flush_stats();
3552                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3553                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3554                 if (swap)
3555                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3556         } else {
3557                 if (!swap)
3558                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3559                 else
3560                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3561         }
3562         return val;
3563 }
3564
3565 enum {
3566         RES_USAGE,
3567         RES_LIMIT,
3568         RES_MAX_USAGE,
3569         RES_FAILCNT,
3570         RES_SOFT_LIMIT,
3571 };
3572
3573 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3574                                struct cftype *cft)
3575 {
3576         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3577         struct page_counter *counter;
3578
3579         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3580         case _MEM:
3581                 counter = &memcg->memory;
3582                 break;
3583         case _MEMSWAP:
3584                 counter = &memcg->memsw;
3585                 break;
3586         case _KMEM:
3587                 counter = &memcg->kmem;
3588                 break;
3589         case _TCP:
3590                 counter = &memcg->tcpmem;
3591                 break;
3592         default:
3593                 BUG();
3594         }
3595
3596         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3597         case RES_USAGE:
3598                 if (counter == &memcg->memory)
3599                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3600                 if (counter == &memcg->memsw)
3601                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3602                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3603         case RES_LIMIT:
3604                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3605         case RES_MAX_USAGE:
3606                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3607         case RES_FAILCNT:
3608                 return counter->failcnt;
3609         case RES_SOFT_LIMIT:
3610                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3611         default:
3612                 BUG();
3613         }
3614 }
3615
3616 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3617 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3618 {
3619         struct obj_cgroup *objcg;
3620         int memcg_id;
3621
3622         if (cgroup_memory_nokmem)
3623                 return 0;
3624
3625         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3626
3627         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3628         if (memcg_id < 0)
3629                 return memcg_id;
3630
3631         objcg = obj_cgroup_alloc();
3632         if (!objcg) {
3633                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3634                 return -ENOMEM;
3635         }
3636         objcg->memcg = memcg;
3637         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3638
3639         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3640
3641         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3642
3643         return 0;
3644 }
3645
3646 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3647 {
3648         struct mem_cgroup *parent;
3649         int kmemcg_id;
3650
3651         if (memcg->kmemcg_id == -1)
3652                 return;
3653
3654         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3655         if (!parent)
3656                 parent = root_mem_cgroup;
3657
3658         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3659
3660         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3661         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3662
3663         /*
3664          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3665          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3666          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3667          * memcg_drain_all_list_lrus().
3668          */
3669         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3670
3671         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3672         memcg->kmemcg_id = -1;
3673 }
3674 #else
3675 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3676 {
3677         return 0;
3678 }
3679 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3680 {
3681 }
3682 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3683
3684 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3685 {
3686         int ret;
3687
3688         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3689
3690         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3691         if (ret)
3692                 goto out;
3693
3694         if (!memcg->tcpmem_active) {
3695                 /*
3696                  * The active flag needs to be written after the static_key
3697                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3698                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3699                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3700                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3701                  *
3702                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3703                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3704                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3705                  * yet, we'll lose accounting.
3706                  *
3707                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3708                  * because when this value change, the code to process it is not
3709                  * patched in yet.
3710                  */
3711                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3712                 memcg->tcpmem_active = true;
3713         }
3714 out:
3715         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3716         return ret;
3717 }
3718
3719 /*
3720  * The user of this function is...
3721  * RES_LIMIT.
3722  */
3723 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3724                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3725 {
3726         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3727         unsigned long nr_pages;
3728         int ret;
3729
3730         buf = strstrip(buf);
3731         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3732         if (ret)
3733                 return ret;
3734
3735         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3736         case RES_LIMIT:
3737                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3738                         ret = -EINVAL;
3739                         break;
3740                 }
3741                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3742                 case _MEM:
3743                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3744                         break;
3745                 case _MEMSWAP:
3746                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3747                         break;
3748                 case _KMEM:
3749                         /* kmem.limit_in_bytes is deprecated. */
3750                         ret = -EOPNOTSUPP;
3751                         break;
3752                 case _TCP:
3753                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3754                         break;
3755                 }
3756                 break;
3757         case RES_SOFT_LIMIT:
3758                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3759                 ret = 0;
3760                 break;
3761         }
3762         return ret ?: nbytes;
3763 }
3764
3765 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3766                                 size_t nbytes, loff_t off)
3767 {
3768         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3769         struct page_counter *counter;
3770
3771         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3772         case _MEM:
3773                 counter = &memcg->memory;
3774                 break;
3775         case _MEMSWAP:
3776                 counter = &memcg->memsw;
3777                 break;
3778         case _KMEM:
3779                 counter = &memcg->kmem;
3780                 break;
3781         case _TCP:
3782                 counter = &memcg->tcpmem;
3783                 break;
3784         default:
3785                 BUG();
3786         }
3787
3788         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3789         case RES_MAX_USAGE:
3790                 page_counter_reset_watermark(counter);
3791                 break;
3792         case RES_FAILCNT:
3793                 counter->failcnt = 0;
3794                 break;
3795         default:
3796                 BUG();
3797         }
3798
3799         return nbytes;
3800 }
3801
3802 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3803                                         struct cftype *cft)
3804 {
3805         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3806 }
3807
3808 #ifdef CONFIG_MMU
3809 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3810                                         struct cftype *cft, u64 val)
3811 {
3812         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3813
3814         if (val & ~MOVE_MASK)
3815                 return -EINVAL;
3816
3817         /*
3818          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3819          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3820          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3821          * affect task migrations starting after the change.
3822          */
3823         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3824         return 0;
3825 }
3826 #else
3827 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3828                                         struct cftype *cft, u64 val)
3829 {
3830         return -ENOSYS;
3831 }
3832 #endif
3833
3834 #ifdef CONFIG_NUMA
3835
3836 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3837 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3838 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3839
3840 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3841                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3842 {
3843         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3844         unsigned long nr = 0;
3845         enum lru_list lru;
3846
3847         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3848
3849         for_each_lru(lru) {
3850                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3851                         continue;
3852                 if (tree)
3853                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3854                 else
3855                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3856         }
3857         return nr;
3858 }
3859
3860 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3861                                              unsigned int lru_mask,
3862                                              bool tree)
3863 {
3864         unsigned long nr = 0;
3865         enum lru_list lru;
3866
3867         for_each_lru(lru) {
3868                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3869                         continue;
3870                 if (tree)
3871                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3872                 else
3873                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3874         }
3875         return nr;
3876 }
3877
3878 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3879 {
3880         struct numa_stat {
3881                 const char *name;
3882                 unsigned int lru_mask;
3883         };
3884
3885         static const struct numa_stat stats[] = {
3886                 { "total", LRU_ALL },
3887                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3888                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3889                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3890         };
3891         const struct numa_stat *stat;
3892         int nid;
3893         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3894
3895         mem_cgroup_flush_stats();
3896
3897         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3898                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3899                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3900                                                    false));
3901                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3902                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3903                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3904                                                         stat->lru_mask, false));
3905                 seq_putc(m, '\n');
3906         }
3907
3908         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3909
3910                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3911                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3912                                                    true));
3913                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3914                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3915                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3916                                                         stat->lru_mask, true));
3917                 seq_putc(m, '\n');
3918         }
3919
3920         return 0;
3921 }
3922 #endif /* CONFIG_NUMA */
3923
3924 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3925         NR_FILE_PAGES,
3926         NR_ANON_MAPPED,
3927 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3928         NR_ANON_THPS,
3929 #endif
3930         NR_SHMEM,
3931         NR_FILE_MAPPED,
3932         NR_FILE_DIRTY,
3933         NR_WRITEBACK,
3934         MEMCG_SWAP,
3935 };
3936
3937 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3938         "cache",
3939         "rss",
3940 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3941         "rss_huge",
3942 #endif
3943         "shmem",
3944         "mapped_file",
3945         "dirty",
3946         "writeback",
3947         "swap",
3948 };
3949
3950 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3951 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3952         PGPGIN,
3953         PGPGOUT,
3954         PGFAULT,
3955         PGMAJFAULT,
3956 };
3957
3958 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3959 {
3960         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3961         unsigned long memory, memsw;
3962         struct mem_cgroup *mi;
3963         unsigned int i;
3964
3965         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3966
3967         mem_cgroup_flush_stats();
3968
3969         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3970                 unsigned long nr;
3971
3972                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3973                         continue;
3974                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
3975                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
3976         }
3977
3978         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3979                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3980                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3981
3982         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3983                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3984                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3985                            PAGE_SIZE);
3986
3987         /* Hierarchical information */
3988         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3989         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3990                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
3991                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
3992         }
3993         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3994                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3995         if (do_memsw_account())
3996                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3997                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3998
3999         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4000                 unsigned long nr;
4001
4002                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4003                         continue;
4004                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4005                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4006                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4007         }
4008
4009         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4010                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4011                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4012                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4013
4014         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4015                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4016                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4017                            PAGE_SIZE);
4018
4019 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4020         {
4021                 pg_data_t *pgdat;
4022                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4023                 unsigned long anon_cost = 0;
4024                 unsigned long file_cost = 0;
4025
4026                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4027                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4028
4029                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4030                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4031                 }
4032                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4033                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4034         }
4035 #endif
4036
4037         return 0;
4038 }
4039
4040 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4041                                       struct cftype *cft)
4042 {
4043         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4044
4045         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4046 }
4047
4048 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4049                                        struct cftype *cft, u64 val)
4050 {
4051         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4052
4053         if (val > 200)
4054                 return -EINVAL;
4055
4056         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4057                 memcg->swappiness = val;
4058         else
4059                 vm_swappiness = val;
4060
4061         return 0;
4062 }
4063
4064 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4065 {
4066         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4067         unsigned long usage;
4068         int i;
4069
4070         rcu_read_lock();
4071         if (!swap)
4072                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4073         else
4074                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4075
4076         if (!t)
4077                 goto unlock;
4078
4079         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4080
4081         /*
4082          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4083          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4084          * call of __mem_cgroup_threshold().
4085          */
4086         i = t->current_threshold;
4087
4088         /*
4089          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4090          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4091          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4092          * only one element of the array here.
4093          */
4094         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4095                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4096
4097         /* i = current_threshold + 1 */
4098         i++;
4099
4100         /*
4101          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4102          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4103          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4104          * only one element of the array here.
4105          */
4106         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4107                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4108
4109         /* Update current_threshold */
4110         t->current_threshold = i - 1;
4111 unlock:
4112         rcu_read_unlock();
4113 }
4114
4115 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4116 {
4117         while (memcg) {
4118                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4119                 if (do_memsw_account())
4120                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4121
4122                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4123         }
4124 }
4125
4126 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4127 {
4128         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4129         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4130
4131         if (_a->threshold > _b->threshold)
4132                 return 1;
4133
4134         if (_a->threshold < _b->threshold)
4135                 return -1;
4136
4137         return 0;
4138 }
4139
4140 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4141 {
4142         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4143
4144         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4145
4146         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4147                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4148
4149         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4150         return 0;
4151 }
4152
4153 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4154 {
4155         struct mem_cgroup *iter;
4156
4157         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4158                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4159 }
4160
4161 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4162         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4163 {
4164         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4165         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4166         unsigned long threshold;
4167         unsigned long usage;
4168         int i, size, ret;
4169
4170         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4171         if (ret)
4172                 return ret;
4173
4174         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4175
4176         if (type == _MEM) {
4177                 thresholds = &memcg->thresholds;
4178                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4179         } else if (type == _MEMSWAP) {
4180                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4181                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4182         } else
4183                 BUG();
4184
4185         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4186         if (thresholds->primary)
4187                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4188
4189         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4190
4191         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4192         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4193         if (!new) {
4194                 ret = -ENOMEM;
4195                 goto unlock;
4196         }
4197         new->size = size;
4198
4199         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4200         if (thresholds->primary)
4201                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4202                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4203
4204         /* Add new threshold */
4205         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4206         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4207
4208         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4209         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4210                         compare_thresholds, NULL);
4211
4212         /* Find current threshold */
4213         new->current_threshold = -1;
4214         for (i = 0; i < size; i++) {
4215                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4216                         /*
4217                          * new->current_threshold will not be used until
4218                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4219                          * it here.
4220                          */
4221                         ++new->current_threshold;
4222                 } else
4223                         break;
4224         }
4225
4226         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4227         kfree(thresholds->spare);
4228         thresholds->spare = thresholds->primary;
4229
4230         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4231
4232         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4233         synchronize_rcu();
4234
4235 unlock:
4236         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4237
4238         return ret;
4239 }
4240
4241 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4242         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4243 {
4244         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4245 }
4246
4247 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4248         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4249 {
4250         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4251 }
4252
4253 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4254         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4255 {
4256         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4257         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4258         unsigned long usage;
4259         int i, j, size, entries;
4260
4261         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4262
4263         if (type == _MEM) {
4264                 thresholds = &memcg->thresholds;
4265                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4266         } else if (type == _MEMSWAP) {
4267                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4268                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4269         } else
4270                 BUG();
4271
4272         if (!thresholds->primary)
4273                 goto unlock;
4274
4275         /* Check if a threshold crossed before removing */
4276         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4277
4278         /* Calculate new number of threshold */
4279         size = entries = 0;
4280         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4281                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4282                         size++;
4283                 else
4284                         entries++;
4285         }
4286
4287         new = thresholds->spare;
4288
4289         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4290         if (!entries)
4291                 goto unlock;
4292
4293         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4294         if (!size) {
4295                 kfree(new);
4296                 new = NULL;
4297                 goto swap_buffers;
4298         }
4299
4300         new->size = size;
4301
4302         /* Copy thresholds and find current threshold */
4303         new->current_threshold = -1;
4304         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4305                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4306                         continue;
4307
4308                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4309                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4310                         /*
4311                          * new->current_threshold will not be used
4312                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4313                          * it here.
4314                          */
4315                         ++new->current_threshold;
4316                 }
4317                 j++;
4318         }
4319
4320 swap_buffers:
4321         /* Swap primary and spare array */
4322         thresholds->spare = thresholds->primary;
4323
4324         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4325
4326         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4327         synchronize_rcu();
4328
4329         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4330         if (!new) {
4331                 kfree(thresholds->spare);
4332                 thresholds->spare = NULL;
4333         }
4334 unlock:
4335         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4336 }
4337
4338 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4339         struct eventfd_ctx *eventfd)
4340 {
4341         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4342 }
4343
4344 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4345         struct eventfd_ctx *eventfd)
4346 {
4347         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4348 }
4349
4350 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4351         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4352 {
4353         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4354
4355         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4356         if (!event)
4357                 return -ENOMEM;
4358
4359         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4360
4361         event->eventfd = eventfd;
4362         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4363
4364         /* already in OOM ? */
4365         if (memcg->under_oom)
4366                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4367         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4368
4369         return 0;
4370 }
4371
4372 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4373         struct eventfd_ctx *eventfd)
4374 {
4375         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4376
4377         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4378
4379         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4380                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4381                         list_del(&ev->list);
4382                         kfree(ev);
4383                 }
4384         }
4385
4386         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4387 }
4388
4389 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4390 {
4391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4392
4393         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4394         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4395         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4396                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4397         return 0;
4398 }
4399
4400 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4401         struct cftype *cft, u64 val)
4402 {
4403         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4404
4405         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4406         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4407                 return -EINVAL;
4408
4409         memcg->oom_kill_disable = val;
4410         if (!val)
4411                 memcg_oom_recover(memcg);
4412
4413         return 0;
4414 }
4415
4416 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4417
4418 #include <trace/events/writeback.h>
4419
4420 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4421 {
4422         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4423 }
4424
4425 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4426 {
4427         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4428 }
4429
4430 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4431 {
4432         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4433 }
4434
4435 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4436 {
4437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4438
4439         if (!memcg->css.parent)
4440                 return NULL;
4441
4442         return &memcg->cgwb_domain;
4443 }
4444
4445 /**
4446  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4447  * @wb: bdi_writeback in question
4448  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4449  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4450  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4451  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4452  *
4453  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4454  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4455  * is a bit more involved.
4456  *
4457  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4458  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4459  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4460  * available memory in the system.  The caller should further cap
4461  * *@pheadroom accordingly.
4462  */
4463 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4464                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4465                          unsigned long *pwriteback)
4466 {
4467         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4468         struct mem_cgroup *parent;
4469
4470         mem_cgroup_flush_stats();
4471
4472         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4473         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4474         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4475                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4476
4477         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4478         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4479                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4480                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4481                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4482
4483                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4484                 memcg = parent;
4485         }
4486 }
4487
4488 /*
4489  * Foreign dirty flushing
4490  *
4491  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4492  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4493  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4494  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4495  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4496  * different cgroups isn't a common use-case.
4497  *
4498  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4499  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4500  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4501  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4502  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4503  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4504  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4505  * make writeback of the dirty pages happen.
4506  *
4507  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4508  * severely throttled after making some progress after each
4509  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4510  * completely idle.
4511  *
4512  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4513  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4514  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4515  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4516  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4517  *
4518  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4519  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4520  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4521  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4522  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4523  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4524  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4525  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4526  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4527  *
4528  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4529  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4530  * records are lockless and racy.
4531  */
4532 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4533                                              struct bdi_writeback *wb)
4534 {
4535         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4536         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4537         u64 now = get_jiffies_64();
4538         u64 oldest_at = now;
4539         int oldest = -1;
4540         int i;
4541
4542         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4543
4544         /*
4545          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4546          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4547          * written out.
4548          */
4549         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4550                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4551                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4552                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4553                         break;
4554                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4555                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4556                         oldest = i;
4557                         oldest_at = frn->at;
4558                 }
4559         }
4560
4561         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4562                 /*
4563                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4564                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4565                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4566                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4567                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4568                  */
4569                 unsigned long update_intv =
4570                         min_t(unsigned long, HZ,
4571                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4572
4573                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4574                         frn->at = now;
4575         } else if (oldest >= 0) {
4576                 /* replace the oldest free one */
4577                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4578                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4579                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4580                 frn->at = now;
4581         }
4582 }
4583
4584 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4585 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4586 {
4587         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4588         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4589         u64 now = jiffies_64;
4590         int i;
4591
4592         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4593                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4594
4595                 /*
4596                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4597                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4598                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4599                  * already one in flight.
4600                  */
4601                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4602                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4603                         frn->at = 0;
4604                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4605                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4606                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4607                                                &frn->done);
4608                 }
4609         }
4610 }
4611
4612 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4613
4614 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4615 {
4616         return 0;
4617 }
4618
4619 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4620 {
4621 }
4622
4623 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4624 {
4625 }
4626
4627 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4628
4629 /*
4630  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4631  *
4632  * "cgroup.event_control" implementation.
4633  *
4634  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4635  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4636  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4637  *
4638  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4639  * possible.
4640  */
4641
4642 /*
4643  * Unregister event and free resources.
4644  *
4645  * Gets called from workqueue.
4646  */
4647 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4648 {
4649         struct mem_cgroup_event *event =
4650                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4651         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4652
4653         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4654
4655         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4656
4657         /* Notify userspace the event is going away. */
4658         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4659
4660         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4661         kfree(event);
4662         css_put(&memcg->css);
4663 }
4664
4665 /*
4666  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4667  *
4668  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4669  */
4670 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4671                             int sync, void *key)
4672 {
4673         struct mem_cgroup_event *event =
4674                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4675         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4676         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4677
4678         if (flags & EPOLLHUP) {
4679                 /*
4680                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4681                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4682                  * for us.
4683                  *
4684                  * We can't race against event freeing since the other
4685                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4686                  * which we hold.
4687                  */
4688                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4689                 if (!list_empty(&event->list)) {
4690                         list_del_init(&event->list);
4691                         /*
4692                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4693                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4694                          */
4695                         schedule_work(&event->remove);
4696                 }
4697                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4698         }
4699
4700         return 0;
4701 }
4702
4703 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4704                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4705 {
4706         struct mem_cgroup_event *event =
4707                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4708
4709         event->wqh = wqh;
4710         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4711 }
4712
4713 /*
4714  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4715  *
4716  * Parse input and register new cgroup event handler.
4717  *
4718  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4719  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4720  */
4721 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4722                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4723 {
4724         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4725         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4726         struct mem_cgroup_event *event;
4727         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4728         unsigned int efd, cfd;
4729         struct fd efile;
4730         struct fd cfile;
4731         const char *name;
4732         char *endp;
4733         int ret;
4734
4735         buf = strstrip(buf);
4736
4737         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4738         if (*endp != ' ')
4739                 return -EINVAL;
4740         buf = endp + 1;
4741
4742         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4743         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4744                 return -EINVAL;
4745         buf = endp + 1;
4746
4747         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4748         if (!event)
4749                 return -ENOMEM;
4750
4751         event->memcg = memcg;
4752         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4753         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4754         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4755         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4756
4757         efile = fdget(efd);
4758         if (!efile.file) {
4759                 ret = -EBADF;
4760                 goto out_kfree;
4761         }
4762
4763         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4764         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4765                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4766                 goto out_put_efile;
4767         }
4768
4769         cfile = fdget(cfd);
4770         if (!cfile.file) {
4771                 ret = -EBADF;
4772                 goto out_put_eventfd;
4773         }
4774
4775         /* the process need read permission on control file */
4776         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4777         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4778         if (ret < 0)
4779                 goto out_put_cfile;
4780
4781         /*
4782          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4783          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4784          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4785          * is for compatibility anyway.
4786          *
4787          * DO NOT ADD NEW FILES.
4788          */
4789         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4790
4791         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4792                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4793                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4794         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4795                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4796                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4797         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4798                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4799                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4800         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4801                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4802                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4803         } else {
4804                 ret = -EINVAL;
4805                 goto out_put_cfile;
4806         }
4807
4808         /*
4809          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4810          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4811          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4812          */
4813         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4814                                                &memory_cgrp_subsys);
4815         ret = -EINVAL;
4816         if (IS_ERR(cfile_css))
4817                 goto out_put_cfile;
4818         if (cfile_css != css) {
4819                 css_put(cfile_css);
4820                 goto out_put_cfile;
4821         }
4822
4823         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4824         if (ret)
4825                 goto out_put_css;
4826
4827         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4828
4829         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4830         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4831         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4832
4833         fdput(cfile);
4834         fdput(efile);
4835
4836         return nbytes;
4837
4838 out_put_css:
4839         css_put(css);
4840 out_put_cfile:
4841         fdput(cfile);
4842 out_put_eventfd:
4843         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4844 out_put_efile:
4845         fdput(efile);
4846 out_kfree:
4847         kfree(event);
4848
4849         return ret;
4850 }
4851
4852 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4853         {
4854                 .name = "usage_in_bytes",
4855                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4856                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4857         },
4858         {
4859                 .name = "max_usage_in_bytes",
4860                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4861                 .write = mem_cgroup_reset,
4862                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4863         },
4864         {
4865                 .name = "limit_in_bytes",
4866                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4867                 .write = mem_cgroup_write,
4868                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4869         },
4870         {
4871                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4872                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4873                 .write = mem_cgroup_write,
4874                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4875         },
4876         {
4877                 .name = "failcnt",
4878                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4879                 .write = mem_cgroup_reset,
4880                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4881         },
4882         {
4883                 .name = "stat",
4884                 .seq_show = memcg_stat_show,
4885         },
4886         {
4887                 .name = "force_empty",
4888                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4889         },
4890         {
4891                 .name = "use_hierarchy",
4892                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4893                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4894         },
4895         {
4896                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4897                 .write = memcg_write_event_control,
4898                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4899         },
4900         {
4901                 .name = "swappiness",
4902                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4903                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4904         },
4905         {
4906                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4907                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4908                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4909         },
4910         {
4911                 .name = "oom_control",
4912                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4913                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4914                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4915         },
4916         {
4917                 .name = "pressure_level",
4918         },
4919 #ifdef CONFIG_NUMA
4920         {
4921                 .name = "numa_stat",
4922                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4923         },
4924 #endif
4925         {
4926                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4927                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4928                 .write = mem_cgroup_write,
4929                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4930         },
4931         {
4932                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4933                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4934                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4935         },
4936         {
4937                 .name = "kmem.failcnt",
4938                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4939                 .write = mem_cgroup_reset,
4940                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4941         },
4942         {
4943                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4944                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4945                 .write = mem_cgroup_reset,
4946                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4947         },
4948 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4949         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4950         {
4951                 .name = "kmem.slabinfo",
4952                 .seq_show = memcg_slab_show,
4953         },
4954 #endif
4955         {
4956                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4957                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4958                 .write = mem_cgroup_write,
4959                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4960         },
4961         {
4962                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4963                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4964                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4965         },
4966         {
4967                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4968                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4969                 .write = mem_cgroup_reset,
4970                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4971         },
4972         {
4973                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4974                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4975                 .write = mem_cgroup_reset,
4976                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4977         },
4978         { },    /* terminate */
4979 };
4980
4981 /*
4982  * Private memory cgroup IDR
4983  *
4984  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4985  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4986  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4987  * memory-controlled cgroups to 64k.
4988  *
4989  * However, there usually are many references to the offline CSS after
4990  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4991  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4992  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
4993  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
4994  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
4995  *
4996  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
4997  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
4998  * when the CSS is offlined.
4999  *
5000  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5001  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5002  * those references are manageable from userspace.
5003  */
5004
5005 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5006
5007 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5008 {
5009         if (memcg->id.id > 0) {
5010                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5011                 memcg->id.id = 0;
5012         }
5013 }
5014
5015 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5016                                                   unsigned int n)
5017 {
5018         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5019 }
5020
5021 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5022 {
5023         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5024                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5025
5026                 /* Memcg ID pins CSS */
5027                 css_put(&memcg->css);
5028         }
5029 }
5030
5031 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5032 {
5033         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5034 }
5035
5036 /**
5037  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5038  * @id: the memcg id to look up
5039  *
5040  * Caller must hold rcu_read_lock().
5041  */
5042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5043 {
5044         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5045         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5046 }
5047
5048 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5049 {
5050         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5051         int tmp = node;
5052         /*
5053          * This routine is called against possible nodes.
5054          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5055          *
5056          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5057          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5058          *       function.
5059          */
5060         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5061                 tmp = -1;
5062         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5063         if (!pn)
5064                 return 1;
5065
5066         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5067                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5068         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5069                 kfree(pn);
5070                 return 1;
5071         }
5072
5073         lruvec_init(&pn->lruvec);
5074         pn->usage_in_excess = 0;
5075         pn->on_tree = false;
5076         pn->memcg = memcg;
5077
5078         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5079         return 0;
5080 }
5081
5082 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5083 {
5084         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5085
5086         if (!pn)
5087                 return;
5088
5089         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5090         kfree(pn);
5091 }
5092
5093 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5094 {
5095         int node;
5096
5097         for_each_node(node)
5098                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5099         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5100         kfree(memcg);
5101 }
5102
5103 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5104 {
5105         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5106         __mem_cgroup_free(memcg);
5107 }
5108
5109 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5110 {
5111         struct mem_cgroup *memcg;
5112         unsigned int size;
5113         int node;
5114         int __maybe_unused i;
5115         long error = -ENOMEM;
5116
5117         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5118         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5119
5120         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5121         if (!memcg)
5122                 return ERR_PTR(error);
5123
5124         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5125                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5126                                  GFP_KERNEL);
5127         if (memcg->id.id < 0) {
5128                 error = memcg->id.id;
5129                 goto fail;
5130         }
5131
5132         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5133                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5134         if (!memcg->vmstats_percpu)
5135                 goto fail;
5136
5137         for_each_node(node)
5138                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5139                         goto fail;
5140
5141         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5142                 goto fail;
5143
5144         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5145         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5146         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5147         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5148         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5149         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5150         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5151         memcg->socket_pressure = jiffies;
5152 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5153         memcg->kmemcg_id = -1;
5154         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5155 #endif
5156 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5157         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5158         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5159                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5160                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5161 #endif
5162 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5163         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5164         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5165         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5166 #endif
5167         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5168         return memcg;
5169 fail:
5170         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5171         __mem_cgroup_free(memcg);
5172         return ERR_PTR(error);
5173 }
5174
5175 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5176 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5177 {
5178         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5179         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5180         long error = -ENOMEM;
5181
5182         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5183         memcg = mem_cgroup_alloc();
5184         set_active_memcg(old_memcg);
5185         if (IS_ERR(memcg))
5186                 return ERR_CAST(memcg);
5187
5188         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5189         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5190         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5191         if (parent) {
5192                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5193                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5194
5195                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5196                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5197                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5198                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5199         } else {
5200                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5201                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5202                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5203                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5204
5205                 root_mem_cgroup = memcg;
5206                 return &memcg->css;
5207         }
5208
5209         /* The following stuff does not apply to the root */
5210         error = memcg_online_kmem(memcg);
5211         if (error)
5212                 goto fail;
5213
5214         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5215                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5216
5217         return &memcg->css;
5218 fail:
5219         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5220         mem_cgroup_free(memcg);
5221         return ERR_PTR(error);
5222 }
5223
5224 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5225 {
5226         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5227
5228         /*
5229          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5230          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5231          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5232          */
5233         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5234                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5235                 return -ENOMEM;
5236         }
5237
5238         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5239         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5240         css_get(css);
5241
5242         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5243                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5244                                    2UL*HZ);
5245         return 0;
5246 }
5247
5248 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5249 {
5250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5251         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5252
5253         /*
5254          * Unregister events and notify userspace.
5255          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5256          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5257          */
5258         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5259         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5260                 list_del_init(&event->list);
5261                 schedule_work(&event->remove);
5262         }
5263         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5264
5265         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5266         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5267
5268         memcg_offline_kmem(memcg);
5269         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5270         wb_memcg_offline(memcg);
5271
5272         drain_all_stock(memcg);
5273
5274         mem_cgroup_id_put(memcg);
5275 }
5276
5277 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5278 {
5279         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5280
5281         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5282 }
5283
5284 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5285 {
5286         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5287         int __maybe_unused i;
5288
5289 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5290         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5291                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5292 #endif
5293         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5294                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5295
5296         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5297                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5298
5299         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5300         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5301         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5302         free_shrinker_info(memcg);
5303
5304         /* Need to offline kmem if online_css() fails */
5305         memcg_offline_kmem(memcg);
5306         mem_cgroup_free(memcg);
5307 }
5308
5309 /**
5310  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5311  * @css: the target css
5312  *
5313  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5314  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5315  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5316  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5317  * made visible again.
5318  *
5319  * The current implementation only resets the essential configurations.
5320  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5321  */
5322 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5323 {
5324         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5325
5326         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5327         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5328         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5329         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5330         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5331         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5332         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5333         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5334         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5335         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5336 }
5337
5338 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5339 {
5340         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5341         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5342         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5343         long delta, v;
5344         int i, nid;
5345
5346         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5347
5348         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5349                 /*
5350                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5351                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5352                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5353                  */
5354                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5355                 if (delta)
5356                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5357
5358                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5359                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5360                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5361                         delta += v - statc->state_prev[i];
5362                         statc->state_prev[i] = v;
5363                 }
5364
5365                 if (!delta)
5366                         continue;
5367
5368                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5369                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5370                 if (parent)
5371                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5372         }
5373
5374         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5375                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5376                 if (delta)
5377                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5378
5379                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5380                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5381                         delta += v - statc->events_prev[i];
5382                         statc->events_prev[i] = v;
5383                 }
5384
5385                 if (!delta)
5386                         continue;
5387
5388                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5389                 if (parent)
5390                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5391         }
5392
5393         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5394                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5395                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5396                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5397
5398                 if (parent)
5399                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5400
5401                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5402
5403                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5404                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5405                         if (delta)
5406                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5407
5408                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5409                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5410                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5411                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5412                         }
5413
5414                         if (!delta)
5415                                 continue;
5416
5417                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5418                         if (ppn)
5419                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5420                 }
5421         }
5422 }
5423
5424 #ifdef CONFIG_MMU
5425 /* Handlers for move charge at task migration. */
5426 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5427 {
5428         int ret;
5429
5430         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5431         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5432         if (!ret) {
5433                 mc.precharge += count;
5434                 return ret;
5435         }
5436
5437         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5438         while (count--) {
5439                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5440                 if (ret)
5441                         return ret;
5442                 mc.precharge++;
5443                 cond_resched();
5444         }
5445         return 0;
5446 }
5447
5448 union mc_target {
5449         struct page     *page;
5450         swp_entry_t     ent;
5451 };
5452
5453 enum mc_target_type {
5454         MC_TARGET_NONE = 0,
5455         MC_TARGET_PAGE,
5456         MC_TARGET_SWAP,
5457         MC_TARGET_DEVICE,
5458 };
5459
5460 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5461                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5462 {
5463         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5464
5465         if (!page || !page_mapped(page))
5466                 return NULL;
5467         if (PageAnon(page)) {
5468                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5469                         return NULL;
5470         } else {
5471                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5472                         return NULL;
5473         }
5474         if (!get_page_unless_zero(page))
5475                 return NULL;
5476
5477         return page;
5478 }
5479
5480 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5481 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5482                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5483 {
5484         struct page *page = NULL;
5485         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5486
5487         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5488                 return NULL;
5489
5490         /*
5491          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5492          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5493          * as special swap entry in the CPU page table.
5494          */
5495         if (is_device_private_entry(ent)) {
5496                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5497                 /*
5498                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5499                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5500                  */
5501                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5502                         return NULL;
5503                 return page;
5504         }
5505
5506         if (non_swap_entry(ent))
5507                 return NULL;
5508
5509         /*
5510          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5511          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5512          */
5513         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5514         entry->val = ent.val;
5515
5516         return page;
5517 }
5518 #else
5519 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5520                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5521 {
5522         return NULL;
5523 }
5524 #endif
5525
5526 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5527                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5528 {
5529         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5530                 return NULL;
5531         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5532                 return NULL;
5533
5534         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5535         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5536         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5537                         linear_page_index(vma, addr));
5538 }
5539
5540 /**
5541  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5542  * @page: the page
5543  * @compound: charge the page as compound or small page
5544  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5545  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5546  *
5547  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5548  *
5549  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5550  * from old cgroup.
5551  */
5552 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5553                                    bool compound,
5554                                    struct mem_cgroup *from,
5555                                    struct mem_cgroup *to)
5556 {
5557         struct folio *folio = page_folio(page);
5558         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5559         struct pglist_data *pgdat;
5560         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5561         int nid, ret;
5562
5563         VM_BUG_ON(from == to);
5564         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5565         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_multi(folio));
5566
5567         /*
5568          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5569          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5570          */
5571         ret = -EBUSY;
5572         if (!folio_trylock(folio))
5573                 goto out;
5574
5575         ret = -EINVAL;
5576         if (folio_memcg(folio) != from)
5577                 goto out_unlock;
5578
5579         pgdat = folio_pgdat(folio);
5580         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5581         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5582
5583         folio_memcg_lock(folio);
5584
5585         if (folio_test_anon(folio)) {
5586                 if (folio_mapped(folio)) {
5587                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5588                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5589                         if (folio_test_transhuge(folio)) {
5590                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5591                                                    -nr_pages);
5592                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5593                                                    nr_pages);
5594                         }
5595                 }
5596         } else {
5597                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5598                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5599
5600                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
5601                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5602                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5603                 }
5604
5605                 if (folio_mapped(folio)) {
5606                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5607                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5608                 }
5609
5610                 if (folio_test_dirty(folio)) {
5611                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
5612
5613                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5614                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5615                                                    -nr_pages);
5616                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5617                                                    nr_pages);
5618                         }
5619                 }
5620         }
5621
5622         if (folio_test_writeback(folio)) {
5623                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5624                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5625         }
5626
5627         /*
5628          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5629          *
5630          * It is safe to change page's memcg here because the page
5631          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5632          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5633          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5634          *
5635          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5636          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5637          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5638          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5639          */
5640         smp_mb();
5641
5642         css_get(&to->css);
5643         css_put(&from->css);
5644
5645         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
5646
5647         __folio_memcg_unlock(from);
5648
5649         ret = 0;
5650         nid = folio_nid(folio);
5651
5652         local_irq_disable();
5653         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
5654         memcg_check_events(to, nid);
5655         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
5656         memcg_check_events(from, nid);
5657         local_irq_enable();
5658 out_unlock:
5659         folio_unlock(folio);
5660 out:
5661         return ret;
5662 }
5663
5664 /**
5665  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5666  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5667  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5668  * @ptent: the pte to be checked
5669  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5670  *
5671  * Returns
5672  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5673  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5674  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5675  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5676  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5677  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5678  *     in target->ent.
5679  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5680  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5681  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5682  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5683  *     regular page.
5684  *
5685  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5686  *
5687  * Called with pte lock held.
5688  */
5689
5690 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5691                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5692 {
5693         struct page *page = NULL;
5694         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5695         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5696
5697         if (pte_present(ptent))
5698                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5699         else if (is_swap_pte(ptent))
5700                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5701         else if (pte_none(ptent))
5702                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
5703
5704         if (!page && !ent.val)
5705                 return ret;
5706         if (page) {
5707                 /*
5708                  * Do only loose check w/o serialization.
5709                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5710                  * not under LRU exclusion.
5711                  */
5712                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5713                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5714                         if (is_device_private_page(page))
5715                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5716                         if (target)
5717                                 target->page = page;
5718                 }
5719                 if (!ret || !target)
5720                         put_page(page);
5721         }
5722         /*
5723          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5724          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5725          */
5726         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5727             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5728                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5729                 if (target)
5730                         target->ent = ent;
5731         }
5732         return ret;
5733 }
5734
5735 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5736 /*
5737  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5738  * not support them for now.
5739  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5740  */
5741 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5742                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5743 {
5744         struct page *page = NULL;
5745         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5746
5747         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5748                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5749                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5750                 return ret;
5751         }
5752         page = pmd_page(pmd);
5753         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5754         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5755                 return ret;
5756         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5757                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5758                 if (target) {
5759                         get_page(page);
5760                         target->page = page;
5761                 }
5762         }
5763         return ret;
5764 }
5765 #else
5766 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5767                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5768 {
5769         return MC_TARGET_NONE;
5770 }
5771 #endif
5772
5773 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5774                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5775                                         struct mm_walk *walk)
5776 {
5777         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5778         pte_t *pte;
5779         spinlock_t *ptl;
5780
5781         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5782         if (ptl) {
5783                 /*
5784                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5785                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5786                  * this might change.
5787                  */
5788                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5789                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5790                 spin_unlock(ptl);
5791                 return 0;
5792         }
5793
5794         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5795                 return 0;
5796         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5797         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5798                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5799                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5800         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5801         cond_resched();
5802
5803         return 0;
5804 }
5805
5806 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5807         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5808 };
5809
5810 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5811 {
5812         unsigned long precharge;
5813
5814         mmap_read_lock(mm);
5815         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5816         mmap_read_unlock(mm);
5817
5818         precharge = mc.precharge;
5819         mc.precharge = 0;
5820
5821         return precharge;
5822 }
5823
5824 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5825 {
5826         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5827
5828         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5829         mc.moving_task = current;
5830         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5831 }
5832
5833 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5834 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5835 {
5836         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5837         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5838
5839         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5840         if (mc.precharge) {
5841                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5842                 mc.precharge = 0;
5843         }
5844         /*
5845          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5846          * we must uncharge here.
5847          */
5848         if (mc.moved_charge) {
5849                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5850                 mc.moved_charge = 0;
5851         }
5852         /* we must fixup refcnts and charges */
5853         if (mc.moved_swap) {
5854                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5855                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5856                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5857
5858                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5859
5860                 /*
5861                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5862                  * should uncharge to->memory.
5863                  */
5864                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5865                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5866
5867                 mc.moved_swap = 0;
5868         }
5869         memcg_oom_recover(from);
5870         memcg_oom_recover(to);
5871         wake_up_all(&mc.waitq);
5872 }
5873
5874 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5875 {
5876         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5877
5878         /*
5879          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5880          * task migration.
5881          */
5882         mc.moving_task = NULL;
5883         __mem_cgroup_clear_mc();
5884         spin_lock(&mc.lock);
5885         mc.from = NULL;
5886         mc.to = NULL;
5887         mc.mm = NULL;
5888         spin_unlock(&mc.lock);
5889
5890         mmput(mm);
5891 }
5892
5893 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5894 {
5895         struct cgroup_subsys_state *css;
5896         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5897         struct mem_cgroup *from;
5898         struct task_struct *leader, *p;
5899         struct mm_struct *mm;
5900         unsigned long move_flags;
5901         int ret = 0;
5902
5903         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5904         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5905                 return 0;
5906
5907         /*
5908          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5909          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5910          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5911          * multiple.
5912          */
5913         p = NULL;
5914         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5915                 WARN_ON_ONCE(p);
5916                 p = leader;
5917                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5918         }
5919         if (!p)
5920                 return 0;
5921
5922         /*
5923          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5924          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5925          * So we need to save it, and keep it going.
5926          */
5927         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5928         if (!move_flags)
5929                 return 0;
5930
5931         from = mem_cgroup_from_task(p);
5932
5933         VM_BUG_ON(from == memcg);
5934
5935         mm = get_task_mm(p);
5936         if (!mm)
5937                 return 0;
5938         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5939         if (mm->owner == p) {
5940                 VM_BUG_ON(mc.from);
5941                 VM_BUG_ON(mc.to);
5942                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5943                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5944                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5945
5946                 spin_lock(&mc.lock);
5947                 mc.mm = mm;
5948                 mc.from = from;
5949                 mc.to = memcg;
5950                 mc.flags = move_flags;
5951                 spin_unlock(&mc.lock);
5952                 /* We set mc.moving_task later */
5953
5954                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5955                 if (ret)
5956                         mem_cgroup_clear_mc();
5957         } else {
5958                 mmput(mm);
5959         }
5960         return ret;
5961 }
5962
5963 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5964 {
5965         if (mc.to)
5966                 mem_cgroup_clear_mc();
5967 }
5968
5969 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5970                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5971                                 struct mm_walk *walk)
5972 {
5973         int ret = 0;
5974         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5975         pte_t *pte;
5976         spinlock_t *ptl;
5977         enum mc_target_type target_type;
5978         union mc_target target;
5979         struct page *page;
5980
5981         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5982         if (ptl) {
5983                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5984                         spin_unlock(ptl);
5985                         return 0;
5986                 }
5987                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5988                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5989                         page = target.page;
5990                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5991                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5992                                                              mc.from, mc.to)) {
5993                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5994                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5995                                 }
5996                                 putback_lru_page(page);
5997                         }
5998                         put_page(page);
5999                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6000                         page = target.page;
6001                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6002                                                      mc.from, mc.to)) {
6003                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6004                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6005                         }
6006                         put_page(page);
6007                 }
6008                 spin_unlock(ptl);
6009                 return 0;
6010         }
6011
6012         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6013                 return 0;
6014 retry:
6015         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6016         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6017                 pte_t ptent = *(pte++);
6018                 bool device = false;
6019                 swp_entry_t ent;
6020
6021                 if (!mc.precharge)
6022                         break;
6023
6024                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6025                 case MC_TARGET_DEVICE:
6026                         device = true;
6027                         fallthrough;
6028                 case MC_TARGET_PAGE:
6029                         page = target.page;
6030                         /*
6031                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6032                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6033                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6034                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6035                          */
6036                         if (PageTransCompound(page))
6037                                 goto put;
6038                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6039                                 goto put;
6040                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6041                                                 mc.from, mc.to)) {
6042                                 mc.precharge--;
6043                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6044                                 mc.moved_charge++;
6045                         }
6046                         if (!device)
6047                                 putback_lru_page(page);
6048 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6049                         put_page(page);
6050                         break;
6051                 case MC_TARGET_SWAP:
6052                         ent = target.ent;
6053                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6054                                 mc.precharge--;
6055                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6056                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6057                                 mc.moved_swap++;
6058                         }
6059                         break;
6060                 default:
6061                         break;
6062                 }
6063         }
6064         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6065         cond_resched();
6066
6067         if (addr != end) {
6068                 /*
6069                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6070                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6071                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6072                  * phase.
6073                  */
6074                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6075                 if (!ret)
6076                         goto retry;
6077         }
6078
6079         return ret;
6080 }
6081
6082 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6083         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6084 };
6085
6086 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6087 {
6088         lru_add_drain_all();
6089         /*
6090          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6091          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6092          * for already started RCU-only updates to finish.
6093          */
6094         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6095         synchronize_rcu();
6096 retry:
6097         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6098                 /*
6099                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6100                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6101                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6102                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6103                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6104                  */
6105                 __mem_cgroup_clear_mc();
6106                 cond_resched();
6107                 goto retry;
6108         }
6109         /*
6110          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6111          * additional charge, the page walk just aborts.
6112          */
6113         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6114                         NULL);
6115
6116         mmap_read_unlock(mc.mm);
6117         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6118 }
6119
6120 static void mem_cgroup_move_task(void)
6121 {
6122         if (mc.to) {
6123                 mem_cgroup_move_charge();
6124                 mem_cgroup_clear_mc();
6125         }
6126 }
6127 #else   /* !CONFIG_MMU */
6128 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6129 {
6130         return 0;
6131 }
6132 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6133 {
6134 }
6135 static void mem_cgroup_move_task(void)
6136 {
6137 }
6138 #endif
6139
6140 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6141 {
6142         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6143                 seq_puts(m, "max\n");
6144         else
6145                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6146
6147         return 0;
6148 }
6149
6150 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6151                                struct cftype *cft)
6152 {
6153         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6154
6155         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6156 }
6157
6158 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6159 {
6160         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6161                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6162 }
6163
6164 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6165                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6166 {
6167         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6168         unsigned long min;
6169         int err;
6170
6171         buf = strstrip(buf);
6172         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6173         if (err)
6174                 return err;
6175
6176         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6177
6178         return nbytes;
6179 }
6180
6181 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6182 {
6183         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6184                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6185 }
6186
6187 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6188                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6189 {
6190         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6191         unsigned long low;
6192         int err;
6193
6194         buf = strstrip(buf);
6195         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6196         if (err)
6197                 return err;
6198
6199         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6200
6201         return nbytes;
6202 }
6203
6204 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6205 {
6206         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6207                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6208 }
6209
6210 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6211                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6212 {
6213         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6214         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6215         bool drained = false;
6216         unsigned long high;
6217         int err;
6218
6219         buf = strstrip(buf);
6220         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6221         if (err)
6222                 return err;
6223
6224         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6225
6226         for (;;) {
6227                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6228                 unsigned long reclaimed;
6229
6230                 if (nr_pages <= high)
6231                         break;
6232
6233                 if (signal_pending(current))
6234                         break;
6235
6236                 if (!drained) {
6237                         drain_all_stock(memcg);
6238                         drained = true;
6239                         continue;
6240                 }
6241
6242                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6243                                                          GFP_KERNEL, true);
6244
6245                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6246                         break;
6247         }
6248
6249         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6250         return nbytes;
6251 }
6252
6253 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6254 {
6255         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6256                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6257 }
6258
6259 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6260                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6261 {
6262         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6263         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6264         bool drained = false;
6265         unsigned long max;
6266         int err;
6267
6268         buf = strstrip(buf);
6269         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6270         if (err)
6271                 return err;
6272
6273         xchg(&memcg->memory.max, max);
6274
6275         for (;;) {
6276                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6277
6278                 if (nr_pages <= max)
6279                         break;
6280
6281                 if (signal_pending(current))
6282                         break;
6283
6284                 if (!drained) {
6285                         drain_all_stock(memcg);
6286                         drained = true;
6287                         continue;
6288                 }
6289
6290                 if (nr_reclaims) {
6291                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6292                                                           GFP_KERNEL, true))
6293                                 nr_reclaims--;
6294                         continue;
6295                 }
6296
6297                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6298                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6299                         break;
6300         }
6301
6302         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6303         return nbytes;
6304 }
6305
6306 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6307 {
6308         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6309         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6310         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6311         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6312         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6313                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6314 }
6315
6316 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6317 {
6318         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6319
6320         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6321         return 0;
6322 }
6323
6324 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6325 {
6326         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6327
6328         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6329         return 0;
6330 }
6331
6332 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6333 {
6334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6335         char *buf;
6336
6337         buf = memory_stat_format(memcg);
6338         if (!buf)
6339                 return -ENOMEM;
6340         seq_puts(m, buf);
6341         kfree(buf);
6342         return 0;
6343 }
6344
6345 #ifdef CONFIG_NUMA
6346 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6347                                                      int item)
6348 {
6349         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6350 }
6351
6352 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6353 {
6354         int i;
6355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6356
6357         mem_cgroup_flush_stats();
6358
6359         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6360                 int nid;
6361
6362                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6363                         continue;
6364
6365                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6366                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6367                         u64 size;
6368                         struct lruvec *lruvec;
6369
6370                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6371                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6372                                                         memory_stats[i].idx);
6373                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6374                 }
6375                 seq_putc(m, '\n');
6376         }
6377
6378         return 0;
6379 }
6380 #endif
6381
6382 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6383 {
6384         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6385
6386         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6387
6388         return 0;
6389 }
6390
6391 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6392                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6393 {
6394         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6395         int ret, oom_group;
6396
6397         buf = strstrip(buf);
6398         if (!buf)
6399                 return -EINVAL;
6400
6401         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6402         if (ret)
6403                 return ret;
6404
6405         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6406                 return -EINVAL;
6407
6408         memcg->oom_group = oom_group;
6409
6410         return nbytes;
6411 }
6412
6413 static struct cftype memory_files[] = {
6414         {
6415                 .name = "current",
6416                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6417                 .read_u64 = memory_current_read,
6418         },
6419         {
6420                 .name = "min",
6421                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6422                 .seq_show = memory_min_show,
6423                 .write = memory_min_write,
6424         },
6425         {
6426                 .name = "low",
6427                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6428                 .seq_show = memory_low_show,
6429                 .write = memory_low_write,
6430         },
6431         {
6432                 .name = "high",
6433                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6434                 .seq_show = memory_high_show,
6435                 .write = memory_high_write,
6436         },
6437         {
6438                 .name = "max",
6439                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6440                 .seq_show = memory_max_show,
6441                 .write = memory_max_write,
6442         },
6443         {
6444                 .name = "events",
6445                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6446                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6447                 .seq_show = memory_events_show,
6448         },
6449         {
6450                 .name = "events.local",
6451                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6452                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6453                 .seq_show = memory_events_local_show,
6454         },
6455         {
6456                 .name = "stat",
6457                 .seq_show = memory_stat_show,
6458         },
6459 #ifdef CONFIG_NUMA
6460         {
6461                 .name = "numa_stat",
6462                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6463         },
6464 #endif
6465         {
6466                 .name = "oom.group",
6467                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6468                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6469                 .write = memory_oom_group_write,
6470         },
6471         { }     /* terminate */
6472 };
6473
6474 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6475         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6476         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6477         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6478         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6479         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6480         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6481         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6482         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6483         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6484         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6485         .dfl_cftypes = memory_files,
6486         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6487         .early_init = 0,
6488 };
6489
6490 /*
6491  * This function calculates an individual cgroup's effective
6492  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6493  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6494  * distribution in the tree.
6495  *
6496  * The following rules apply to the effective protection values:
6497  *
6498  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6499  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6500  *
6501  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6502  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6503  *    parent's effective protection.
6504  *
6505  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6506  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6507  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6508  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6509  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6510  *
6511  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6512  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6513  *    the unused remainder is available to its siblings.
6514  *
6515  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6516  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6517  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6518  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6519  *
6520  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6521  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6522  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6523  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6524  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6525  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6526  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6527  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6528  *
6529  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6530  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6531  * neighboring subtrees.
6532  */
6533 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6534                                           unsigned long parent_usage,
6535                                           unsigned long setting,
6536                                           unsigned long parent_effective,
6537                                           unsigned long siblings_protected)
6538 {
6539         unsigned long protected;
6540         unsigned long ep;
6541
6542         protected = min(usage, setting);
6543         /*
6544          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6545          * protection then what the parent affords them, distribute
6546          * shares in proportion to utilization.
6547          *
6548          * We are using actual utilization rather than the statically
6549          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6550          * but unused protection is available to siblings that would
6551          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6552          */
6553         if (siblings_protected > parent_effective)
6554                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6555
6556         /*
6557          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6558          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6559          * and utilizes is effectively protected.
6560          *
6561          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6562          * will apply pressure in proportion to that amount.
6563          *
6564          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6565          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6566          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6567          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6568          * protection is always dependent on how memory is actually
6569          * consumed among the siblings anyway.
6570          */
6571         ep = protected;
6572
6573         /*
6574          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6575          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6576          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6577          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6578          * other compete freely over the allowance, but they are
6579          * collectively protected from neighboring trees.
6580          *
6581          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6582          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6583          * the same bytes twice.
6584          *
6585          * Check both usage and parent_usage against the respective
6586          * protected values. One should imply the other, but they
6587          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6588          */
6589         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6590                 return ep;
6591         if (parent_effective > siblings_protected &&
6592             parent_usage > siblings_protected &&
6593             usage > protected) {
6594                 unsigned long unclaimed;
6595
6596                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6597                 unclaimed *= usage - protected;
6598                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6599
6600                 ep += unclaimed;
6601         }
6602
6603         return ep;
6604 }
6605
6606 /**
6607  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6608  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6609  * @memcg: the memory cgroup to check
6610  *
6611  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6612  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6613  */
6614 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6615                                      struct mem_cgroup *memcg)
6616 {
6617         unsigned long usage, parent_usage;
6618         struct mem_cgroup *parent;
6619
6620         if (mem_cgroup_disabled())
6621                 return;
6622
6623         if (!root)
6624                 root = root_mem_cgroup;
6625
6626         /*
6627          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6628          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6629          * details.
6630          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6631          * that special casing.
6632          */
6633         if (memcg == root)
6634                 return;
6635
6636         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6637         if (!usage)
6638                 return;
6639
6640         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6641         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6642         if (!parent)
6643                 return;
6644
6645         if (parent == root) {
6646                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6647                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6648                 return;
6649         }
6650
6651         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6652
6653         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6654                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6655                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6656                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6657
6658         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6659                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6660                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6661                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6662 }
6663
6664 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
6665                         gfp_t gfp)
6666 {
6667         long nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6668         int ret;
6669
6670         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6671         if (ret)
6672                 goto out;
6673
6674         css_get(&memcg->css);
6675         commit_charge(folio, memcg);
6676
6677         local_irq_disable();
6678         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6679         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
6680         local_irq_enable();
6681 out:
6682         return ret;
6683 }
6684
6685 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
6686 {
6687         struct mem_cgroup *memcg;
6688         int ret;
6689
6690         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6691         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6692         css_put(&memcg->css);
6693
6694         return ret;
6695 }
6696
6697 /**
6698  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6699  * @page: page to charge
6700  * @mm: mm context of the victim
6701  * @gfp: reclaim mode
6702  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6703  *
6704  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6705  * adding the page to the swapcache.
6706  *
6707  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6708  */
6709 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6710                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6711 {
6712         struct folio *folio = page_folio(page);
6713         struct mem_cgroup *memcg;
6714         unsigned short id;
6715         int ret;
6716
6717         if (mem_cgroup_disabled())
6718                 return 0;
6719
6720         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6721         rcu_read_lock();
6722         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6723         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6724                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6725         rcu_read_unlock();
6726
6727         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6728
6729         css_put(&memcg->css);
6730         return ret;
6731 }
6732
6733 /*
6734  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6735  * @entry: swap entry for which the page is charged
6736  *
6737  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6738  *
6739  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6740  * is order 0 page.
6741  */
6742 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6743 {
6744         /*
6745          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6746          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6747          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6748          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6749          * the entire time.
6750          *
6751          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6752          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6753          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6754          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6755          */
6756         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6757                 /*
6758                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6759                  * let's not wait for it.  The page already received a
6760                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6761                  */
6762                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6763         }
6764 }
6765
6766 struct uncharge_gather {
6767         struct mem_cgroup *memcg;
6768         unsigned long nr_memory;
6769         unsigned long pgpgout;
6770         unsigned long nr_kmem;
6771         int nid;
6772 };
6773
6774 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6775 {
6776         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6777 }
6778
6779 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6780 {
6781         unsigned long flags;
6782
6783         if (ug->nr_memory) {
6784                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6785                 if (do_memsw_account())
6786                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6787                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6788                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6789                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6790         }
6791
6792         local_irq_save(flags);
6793         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6794         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6795         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
6796         local_irq_restore(flags);
6797
6798         /* drop reference from uncharge_folio */
6799         css_put(&ug->memcg->css);
6800 }
6801
6802 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
6803 {
6804         long nr_pages;
6805         struct mem_cgroup *memcg;
6806         struct obj_cgroup *objcg;
6807         bool use_objcg = folio_memcg_kmem(folio);
6808
6809         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
6810
6811         /*
6812          * Nobody should be changing or seriously looking at
6813          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
6814          * exclusive access to the folio.
6815          */
6816         if (use_objcg) {
6817                 objcg = __folio_objcg(folio);
6818                 /*
6819                  * This get matches the put at the end of the function and
6820                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6821                  */
6822                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6823         } else {
6824                 memcg = __folio_memcg(folio);
6825         }
6826
6827         if (!memcg)
6828                 return;
6829
6830         if (ug->memcg != memcg) {
6831                 if (ug->memcg) {
6832                         uncharge_batch(ug);
6833                         uncharge_gather_clear(ug);
6834                 }
6835                 ug->memcg = memcg;
6836                 ug->nid = folio_nid(folio);
6837
6838                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6839                 css_get(&memcg->css);
6840         }
6841
6842         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6843
6844         if (use_objcg) {
6845                 ug->nr_memory += nr_pages;
6846                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6847
6848                 folio->memcg_data = 0;
6849                 obj_cgroup_put(objcg);
6850         } else {
6851                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6852                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6853                         ug->nr_memory += nr_pages;
6854                 ug->pgpgout++;
6855
6856                 folio->memcg_data = 0;
6857         }
6858
6859         css_put(&memcg->css);
6860 }
6861
6862 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
6863 {
6864         struct uncharge_gather ug;
6865
6866         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
6867         if (!folio_memcg(folio))
6868                 return;
6869
6870         uncharge_gather_clear(&ug);
6871         uncharge_folio(folio, &ug);
6872         uncharge_batch(&ug);
6873 }
6874
6875 /**
6876  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6877  * @page_list: list of pages to uncharge
6878  *
6879  * Uncharge a list of pages previously charged with
6880  * __mem_cgroup_charge().
6881  */
6882 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6883 {
6884         struct uncharge_gather ug;
6885         struct folio *folio;
6886
6887         uncharge_gather_clear(&ug);
6888         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
6889                 uncharge_folio(folio, &ug);
6890         if (ug.memcg)
6891                 uncharge_batch(&ug);
6892 }
6893
6894 /**
6895  * mem_cgroup_migrate - Charge a folio's replacement.
6896  * @old: Currently circulating folio.
6897  * @new: Replacement folio.
6898  *
6899  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
6900  * be uncharged upon free.
6901  *
6902  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
6903  */
6904 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
6905 {
6906         struct mem_cgroup *memcg;
6907         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
6908         unsigned long flags;
6909
6910         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
6911         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
6912         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
6913         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
6914
6915         if (mem_cgroup_disabled())
6916                 return;
6917
6918         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
6919         if (folio_memcg(new))
6920                 return;
6921
6922         memcg = folio_memcg(old);
6923         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
6924         if (!memcg)
6925                 return;
6926
6927         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6928         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6929                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6930                 if (do_memsw_account())
6931                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6932         }
6933
6934         css_get(&memcg->css);
6935         commit_charge(new, memcg);
6936
6937         local_irq_save(flags);
6938         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6939         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
6940         local_irq_restore(flags);
6941 }
6942
6943 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6944 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6945
6946 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6947 {
6948         struct mem_cgroup *memcg;
6949
6950         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6951                 return;
6952
6953         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6954         if (in_interrupt())
6955                 return;
6956
6957         rcu_read_lock();
6958         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6959         if (memcg == root_mem_cgroup)
6960                 goto out;
6961         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6962                 goto out;
6963         if (css_tryget(&memcg->css))
6964                 sk->sk_memcg = memcg;
6965 out:
6966         rcu_read_unlock();
6967 }
6968
6969 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6970 {
6971         if (sk->sk_memcg)
6972                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6973 }
6974
6975 /**
6976  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6977  * @memcg: memcg to charge
6978  * @nr_pages: number of pages to charge
6979  * @gfp_mask: reclaim mode
6980  *
6981  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6982  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
6983  */
6984 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
6985                              gfp_t gfp_mask)
6986 {
6987         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6988                 struct page_counter *fail;
6989
6990                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6991                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6992                         return true;
6993                 }
6994                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6995                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
6996                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6997                         return true;
6998                 }
6999                 return false;
7000         }
7001
7002         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7003                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7004                 return true;
7005         }
7006
7007         return false;
7008 }
7009
7010 /**
7011  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7012  * @memcg: memcg to uncharge
7013  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7014  */
7015 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7016 {
7017         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7018                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7019                 return;
7020         }
7021
7022         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7023
7024         refill_stock(memcg, nr_pages);
7025 }
7026
7027 static int __init cgroup_memory(char *s)
7028 {
7029         char *token;
7030
7031         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7032                 if (!*token)
7033                         continue;
7034                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7035                         cgroup_memory_nosocket = true;
7036                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7037                         cgroup_memory_nokmem = true;
7038         }
7039         return 0;
7040 }
7041 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7042
7043 /*
7044  * subsys_initcall() for memory controller.
7045  *
7046  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7047  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7048  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7049  * should be initialized from here.
7050  */
7051 static int __init mem_cgroup_init(void)
7052 {
7053         int cpu, node;
7054
7055         /*
7056          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7057          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7058          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7059          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7060          */
7061         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7062
7063         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7064                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7065
7066         for_each_possible_cpu(cpu)
7067                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7068                           drain_local_stock);
7069
7070         for_each_node(node) {
7071                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7072
7073                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7074                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7075
7076                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7077                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7078                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7079                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7080         }
7081
7082         return 0;
7083 }
7084 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7085
7086 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7087 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7088 {
7089         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7090                 /*
7091                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7092                  * always be >= 1.
7093                  */
7094                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7095                         VM_BUG_ON(1);
7096                         break;
7097                 }
7098                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7099                 if (!memcg)
7100                         memcg = root_mem_cgroup;
7101         }
7102         return memcg;
7103 }
7104
7105 /**
7106  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7107  * @page: page whose memsw charge to transfer
7108  * @entry: swap entry to move the charge to
7109  *
7110  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7111  */
7112 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7113 {
7114         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7115         unsigned int nr_entries;
7116         unsigned short oldid;
7117
7118         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7119         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7120
7121         if (mem_cgroup_disabled())
7122                 return;
7123
7124         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7125                 return;
7126
7127         memcg = page_memcg(page);
7128
7129         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7130         if (!memcg)
7131                 return;
7132
7133         /*
7134          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7135          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7136          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7137          */
7138         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7139         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7140         /* Get references for the tail pages, too */
7141         if (nr_entries > 1)
7142                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7143         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7144                                    nr_entries);
7145         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7146         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7147
7148         page->memcg_data = 0;
7149
7150         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7151                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7152
7153         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7154                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7155                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7156                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7157         }
7158
7159         /*
7160          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7161          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7162          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7163          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7164          */
7165         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7166         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7167         memcg_check_events(memcg, page_to_nid(page));
7168
7169         css_put(&memcg->css);
7170 }
7171
7172 /**
7173  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7174  * @page: page being added to swap
7175  * @entry: swap entry to charge
7176  *
7177  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7178  *
7179  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7180  */
7181 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7182 {
7183         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7184         struct page_counter *counter;
7185         struct mem_cgroup *memcg;
7186         unsigned short oldid;
7187
7188         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7189                 return 0;
7190
7191         memcg = page_memcg(page);
7192
7193         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7194         if (!memcg)
7195                 return 0;
7196
7197         if (!entry.val) {
7198                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7199                 return 0;
7200         }
7201
7202         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7203
7204         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7205             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7206                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7207                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7208                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7209                 return -ENOMEM;
7210         }
7211
7212         /* Get references for the tail pages, too */
7213         if (nr_pages > 1)
7214                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7215         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7216         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7217         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7218
7219         return 0;
7220 }
7221
7222 /**
7223  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7224  * @entry: swap entry to uncharge
7225  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7226  */
7227 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7228 {
7229         struct mem_cgroup *memcg;
7230         unsigned short id;
7231
7232         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7233         rcu_read_lock();
7234         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7235         if (memcg) {
7236                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7237                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7238                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7239                         else
7240                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7241                 }
7242                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7243                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7244         }
7245         rcu_read_unlock();
7246 }
7247
7248 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7249 {
7250         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7251
7252         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7253                 return nr_swap_pages;
7254         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7255                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7256                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7257                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7258         return nr_swap_pages;
7259 }
7260
7261 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7262 {
7263         struct mem_cgroup *memcg;
7264
7265         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7266
7267         if (vm_swap_full())
7268                 return true;
7269         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7270                 return false;
7271
7272         memcg = page_memcg(page);
7273         if (!memcg)
7274                 return false;
7275
7276         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7277                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7278
7279                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7280                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7281                         return true;
7282         }
7283
7284         return false;
7285 }
7286
7287 static int __init setup_swap_account(char *s)
7288 {
7289         if (!strcmp(s, "1"))
7290                 cgroup_memory_noswap = false;
7291         else if (!strcmp(s, "0"))
7292                 cgroup_memory_noswap = true;
7293         return 1;
7294 }
7295 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7296
7297 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7298                              struct cftype *cft)
7299 {
7300         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7301
7302         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7303 }
7304
7305 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7306 {
7307         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7308                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7309 }
7310
7311 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7312                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7313 {
7314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7315         unsigned long high;
7316         int err;
7317
7318         buf = strstrip(buf);
7319         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7320         if (err)
7321                 return err;
7322
7323         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7324
7325         return nbytes;
7326 }
7327
7328 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7329 {
7330         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7331                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7332 }
7333
7334 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7335                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7336 {
7337         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7338         unsigned long max;
7339         int err;
7340
7341         buf = strstrip(buf);
7342         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7343         if (err)
7344                 return err;
7345
7346         xchg(&memcg->swap.max, max);
7347
7348         return nbytes;
7349 }
7350
7351 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7352 {
7353         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7354
7355         seq_printf(m, "high %lu\n",
7356                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7357         seq_printf(m, "max %lu\n",
7358                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7359         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7360                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7361
7362         return 0;
7363 }
7364
7365 static struct cftype swap_files[] = {
7366         {
7367                 .name = "swap.current",
7368                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7369                 .read_u64 = swap_current_read,
7370         },
7371         {
7372                 .name = "swap.high",
7373                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7374                 .seq_show = swap_high_show,
7375                 .write = swap_high_write,
7376         },
7377         {
7378                 .name = "swap.max",
7379                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7380                 .seq_show = swap_max_show,
7381                 .write = swap_max_write,
7382         },
7383         {
7384                 .name = "swap.events",
7385                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7386                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7387                 .seq_show = swap_events_show,
7388         },
7389         { }     /* terminate */
7390 };
7391
7392 static struct cftype memsw_files[] = {
7393         {
7394                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7395                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7396                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7397         },
7398         {
7399                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7400                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7401                 .write = mem_cgroup_reset,
7402                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7403         },
7404         {
7405                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7406                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7407                 .write = mem_cgroup_write,
7408                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7409         },
7410         {
7411                 .name = "memsw.failcnt",
7412                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7413                 .write = mem_cgroup_reset,
7414                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7415         },
7416         { },    /* terminate */
7417 };
7418
7419 /*
7420  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7421  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7422  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7423  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7424  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7425  */
7426 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7427 {
7428         /* No memory control -> no swap control */
7429         if (mem_cgroup_disabled())
7430                 cgroup_memory_noswap = true;
7431
7432         if (cgroup_memory_noswap)
7433                 return 0;
7434
7435         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7436         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7437
7438         return 0;
7439 }
7440 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7441
7442 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */