Merge "kfence: Use pt_regs to generate stack trace on faults" into tizen
[platform/kernel/linux-rpi.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
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66 #include <linux/local_lock.h>
67
68 #include <linux/uaccess.h>
69
70 #include <trace/events/vmscan.h>
71
72 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
73 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
74
75 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
76
77 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
78 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
79
80 /* Socket memory accounting disabled? */
81 static bool cgroup_memory_nosocket;
82
83 /* Kernel memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nokmem;
85
86 /* Whether the swap controller is active */
87 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
88 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
89 #else
90 #define cgroup_memory_noswap            1
91 #endif
92
93 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
94 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
95 #endif
96
97 struct event_lock {
98         local_lock_t l;
99 };
100 static DEFINE_PER_CPU(struct event_lock, event_lock) = {
101         .l      = INIT_LOCAL_LOCK(l),
102 };
103
104 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
105 static bool do_memsw_account(void)
106 {
107         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
108 }
109
110 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
111 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
112
113 /*
114  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
115  * their hierarchy representation
116  */
117
118 struct mem_cgroup_tree_per_node {
119         struct rb_root rb_root;
120         struct rb_node *rb_rightmost;
121         spinlock_t lock;
122 };
123
124 struct mem_cgroup_tree {
125         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
126 };
127
128 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
129
130 /* for OOM */
131 struct mem_cgroup_eventfd_list {
132         struct list_head list;
133         struct eventfd_ctx *eventfd;
134 };
135
136 /*
137  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
138  */
139 struct mem_cgroup_event {
140         /*
141          * memcg which the event belongs to.
142          */
143         struct mem_cgroup *memcg;
144         /*
145          * eventfd to signal userspace about the event.
146          */
147         struct eventfd_ctx *eventfd;
148         /*
149          * Each of these stored in a list by the cgroup.
150          */
151         struct list_head list;
152         /*
153          * register_event() callback will be used to add new userspace
154          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
155          * on eventfd to send notification to userspace.
156          */
157         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
158                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
159         /*
160          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
161          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
162          * if you want provide notification functionality.
163          */
164         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
165                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
166         /*
167          * All fields below needed to unregister event when
168          * userspace closes eventfd.
169          */
170         poll_table pt;
171         wait_queue_head_t *wqh;
172         wait_queue_entry_t wait;
173         struct work_struct remove;
174 };
175
176 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
177 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
178
179 /* Stuffs for move charges at task migration. */
180 /*
181  * Types of charges to be moved.
182  */
183 #define MOVE_ANON       0x1U
184 #define MOVE_FILE       0x2U
185 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
186
187 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
188 static struct move_charge_struct {
189         spinlock_t        lock; /* for from, to */
190         struct mm_struct  *mm;
191         struct mem_cgroup *from;
192         struct mem_cgroup *to;
193         unsigned long flags;
194         unsigned long precharge;
195         unsigned long moved_charge;
196         unsigned long moved_swap;
197         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
198         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
199 } mc = {
200         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
201         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
202 };
203
204 /*
205  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
206  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
207  */
208 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
209 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
210
211 /* for encoding cft->private value on file */
212 enum res_type {
213         _MEM,
214         _MEMSWAP,
215         _OOM_TYPE,
216         _KMEM,
217         _TCP,
218 };
219
220 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
221 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
222 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
223 /* Used for OOM nofiier */
224 #define OOM_CONTROL             (0)
225
226 /*
227  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
228  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
229  * be used for reference counting.
230  */
231 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
232         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
233              iter != NULL;                              \
234              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
235
236 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
237         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
238              iter != NULL;                              \
239              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
240
241 static inline bool task_is_dying(void)
242 {
243         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
244                 (current->flags & PF_EXITING);
245 }
246
247 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
248 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
249 {
250         if (!memcg)
251                 memcg = root_mem_cgroup;
252         return &memcg->vmpressure;
253 }
254
255 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
256 {
257         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
258 }
259
260 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
261 extern spinlock_t css_set_lock;
262
263 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
264 {
265         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
266         struct mem_cgroup *memcg;
267         unsigned int nr_bytes;
268         unsigned int nr_pages;
269         unsigned long flags;
270
271         /*
272          * At this point all allocated objects are freed, and
273          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
274          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
275          *
276          * The following sequence can lead to it:
277          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
278          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
279          *          PAGE_SIZE bytes are charged
280          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
281          *          the stock if flushed,
282          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
283          * 5) CPU0: we do release this object,
284          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
285          * 6) CPU0: stock is flushed,
286          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
287          *
288          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
289          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
290          */
291         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
292         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
293         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
294
295         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
296         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
297         if (nr_pages)
298                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
299         list_del(&objcg->list);
300         mem_cgroup_put(memcg);
301         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
302
303         percpu_ref_exit(ref);
304         kfree_rcu(objcg, rcu);
305 }
306
307 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
308 {
309         struct obj_cgroup *objcg;
310         int ret;
311
312         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
313         if (!objcg)
314                 return NULL;
315
316         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
317                               GFP_KERNEL);
318         if (ret) {
319                 kfree(objcg);
320                 return NULL;
321         }
322         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
323         return objcg;
324 }
325
326 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
327                                   struct mem_cgroup *parent)
328 {
329         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
330
331         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
332
333         spin_lock_irq(&css_set_lock);
334
335         /* Move active objcg to the parent's list */
336         xchg(&objcg->memcg, parent);
337         css_get(&parent->css);
338         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
339
340         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
341         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
342                 css_get(&parent->css);
343                 xchg(&iter->memcg, parent);
344                 css_put(&memcg->css);
345         }
346         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
347
348         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
349
350         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
351 }
352
353 /*
354  * This will be used as a shrinker list's index.
355  * The main reason for not using cgroup id for this:
356  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
357  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
358  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
359  *  200 entry array for that.
360  *
361  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
362  * will double each time we have to increase it.
363  */
364 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
365 int memcg_nr_cache_ids;
366
367 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
368 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
369
370 void memcg_get_cache_ids(void)
371 {
372         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
373 }
374
375 void memcg_put_cache_ids(void)
376 {
377         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
378 }
379
380 /*
381  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
382  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
383  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
384  * tunable, but that is strictly not necessary.
385  *
386  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
387  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
388  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
389  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
390  * increase ours as well if it increases.
391  */
392 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
393 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
394
395 /*
396  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
397  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
398  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
399  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
400  */
401 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
402 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
403 #endif
404
405 static int memcg_shrinker_map_size;
406 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
407
408 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
409 {
410         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
411 }
412
413 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
414                                          int size, int old_size)
415 {
416         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
417         int nid;
418
419         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
420
421         for_each_node(nid) {
422                 old = rcu_dereference_protected(
423                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
424                 /* Not yet online memcg */
425                 if (!old)
426                         return 0;
427
428                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
429                 if (!new)
430                         return -ENOMEM;
431
432                 /* Set all old bits, clear all new bits */
433                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
434                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
435
436                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
437                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
438         }
439
440         return 0;
441 }
442
443 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
444 {
445         struct mem_cgroup_per_node *pn;
446         struct memcg_shrinker_map *map;
447         int nid;
448
449         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
450                 return;
451
452         for_each_node(nid) {
453                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
454                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
455                 if (map)
456                         kvfree(map);
457                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
458         }
459 }
460
461 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
462 {
463         struct memcg_shrinker_map *map;
464         int nid, size, ret = 0;
465
466         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
467                 return 0;
468
469         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
470         size = memcg_shrinker_map_size;
471         for_each_node(nid) {
472                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
473                 if (!map) {
474                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
475                         ret = -ENOMEM;
476                         break;
477                 }
478                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
479         }
480         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
481
482         return ret;
483 }
484
485 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
486 {
487         int size, old_size, ret = 0;
488         struct mem_cgroup *memcg;
489
490         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
491         old_size = memcg_shrinker_map_size;
492         if (size <= old_size)
493                 return 0;
494
495         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
496         if (!root_mem_cgroup)
497                 goto unlock;
498
499         for_each_mem_cgroup(memcg) {
500                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
501                         continue;
502                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
503                 if (ret) {
504                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
505                         goto unlock;
506                 }
507         }
508 unlock:
509         if (!ret)
510                 memcg_shrinker_map_size = size;
511         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
512         return ret;
513 }
514
515 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
516 {
517         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
518                 struct memcg_shrinker_map *map;
519
520                 rcu_read_lock();
521                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
522                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
523                 smp_mb__before_atomic();
524                 set_bit(shrinker_id, map->map);
525                 rcu_read_unlock();
526         }
527 }
528
529 /**
530  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
531  * @page: page of interest
532  *
533  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
534  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
535  * until it is released.
536  *
537  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
538  * is returned.
539  */
540 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
541 {
542         struct mem_cgroup *memcg;
543
544         memcg = page->mem_cgroup;
545
546         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
547                 memcg = root_mem_cgroup;
548
549         return &memcg->css;
550 }
551
552 /**
553  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
554  * @page: the page
555  *
556  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
557  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
558  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
559  *
560  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
561  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
562  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
563  * do not care (such as procfs interfaces).
564  */
565 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
566 {
567         struct mem_cgroup *memcg;
568         unsigned long ino = 0;
569
570         rcu_read_lock();
571         memcg = page->mem_cgroup;
572
573         /*
574          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
575          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
576          * In this case the page is shared and doesn't belong
577          * to any specific memory cgroup.
578          */
579         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
580                 memcg = NULL;
581
582         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
583                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
584         if (memcg)
585                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
586         rcu_read_unlock();
587         return ino;
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_per_node *
591 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
592 {
593         int nid = page_to_nid(page);
594
595         return memcg->nodeinfo[nid];
596 }
597
598 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
599 soft_limit_tree_node(int nid)
600 {
601         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
602 }
603
604 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
605 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
606 {
607         int nid = page_to_nid(page);
608
609         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
610 }
611
612 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
613                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
614                                          unsigned long new_usage_in_excess)
615 {
616         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
617         struct rb_node *parent = NULL;
618         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
619         bool rightmost = true;
620
621         if (mz->on_tree)
622                 return;
623
624         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
625         if (!mz->usage_in_excess)
626                 return;
627         while (*p) {
628                 parent = *p;
629                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
630                                         tree_node);
631                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
632                         p = &(*p)->rb_left;
633                         rightmost = false;
634                 }
635
636                 /*
637                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
638                  * limit by the same amount
639                  */
640                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
641                         p = &(*p)->rb_right;
642         }
643
644         if (rightmost)
645                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
646
647         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
648         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
649         mz->on_tree = true;
650 }
651
652 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
653                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
654 {
655         if (!mz->on_tree)
656                 return;
657
658         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
659                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
660
661         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
662         mz->on_tree = false;
663 }
664
665 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
666                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
667 {
668         unsigned long flags;
669
670         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
671         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
672         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
673 }
674
675 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
676 {
677         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
678         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
679         unsigned long excess = 0;
680
681         if (nr_pages > soft_limit)
682                 excess = nr_pages - soft_limit;
683
684         return excess;
685 }
686
687 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
688 {
689         unsigned long excess;
690         struct mem_cgroup_per_node *mz;
691         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
692
693         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
694         if (!mctz)
695                 return;
696         /*
697          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
698          * because their event counter is not touched.
699          */
700         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
701                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
702                 excess = soft_limit_excess(memcg);
703                 /*
704                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
705                  * mem is over its softlimit.
706                  */
707                 if (excess || mz->on_tree) {
708                         unsigned long flags;
709
710                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
711                         /* if on-tree, remove it */
712                         if (mz->on_tree)
713                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
714                         /*
715                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
716                          * If excess is 0, no tree ops.
717                          */
718                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
719                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
720                 }
721         }
722 }
723
724 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
725 {
726         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
727         struct mem_cgroup_per_node *mz;
728         int nid;
729
730         for_each_node(nid) {
731                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
732                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
733                 if (mctz)
734                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
735         }
736 }
737
738 static struct mem_cgroup_per_node *
739 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
740 {
741         struct mem_cgroup_per_node *mz;
742
743 retry:
744         mz = NULL;
745         if (!mctz->rb_rightmost)
746                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
747
748         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
749                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
750         /*
751          * Remove the node now but someone else can add it back,
752          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
753          * position in the tree.
754          */
755         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
756         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
757             !css_tryget(&mz->memcg->css))
758                 goto retry;
759 done:
760         return mz;
761 }
762
763 static struct mem_cgroup_per_node *
764 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
765 {
766         struct mem_cgroup_per_node *mz;
767
768         spin_lock_irq(&mctz->lock);
769         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
770         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
771         return mz;
772 }
773
774 /**
775  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
776  * @memcg: the memory cgroup
777  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
778  * @val: delta to add to the counter, can be negative
779  */
780 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
781 {
782         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
783
784         if (mem_cgroup_disabled())
785                 return;
786
787         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
788                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
789
790         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
791         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
792                 struct mem_cgroup *mi;
793
794                 /*
795                  * Batch local counters to keep them in sync with
796                  * the hierarchical ones.
797                  */
798                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
799                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
800                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
801                 x = 0;
802         }
803         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
804 }
805
806 static struct mem_cgroup_per_node *
807 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
808 {
809         struct mem_cgroup *parent;
810
811         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
812         if (!parent)
813                 return NULL;
814         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
815 }
816
817 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
818                               int val)
819 {
820         struct mem_cgroup_per_node *pn;
821         struct mem_cgroup *memcg;
822         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
823
824         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
825         memcg = pn->memcg;
826
827         preempt_disable_rt();
828         /* Update memcg */
829         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
830
831         /* Update lruvec */
832         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
833
834         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
835                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
836
837         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
838         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
839                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
840                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
841
842                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
843                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
844                 x = 0;
845         }
846         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
847         preempt_enable_rt();
848 }
849
850 /**
851  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
852  * @lruvec: the lruvec
853  * @idx: the stat item
854  * @val: delta to add to the counter, can be negative
855  *
856  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
857  * function updates the all three counters that are affected by a
858  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
859  */
860 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
861                         int val)
862 {
863         /* Update node */
864         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
865
866         /* Update memcg and lruvec */
867         if (!mem_cgroup_disabled())
868                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
869 }
870
871 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
872 {
873         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
874         struct mem_cgroup *memcg;
875         struct lruvec *lruvec;
876
877         rcu_read_lock();
878         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
879
880         /*
881          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
882          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
883          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
884          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
885          */
886         if (!memcg) {
887                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
888         } else {
889                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
890                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
891         }
892         rcu_read_unlock();
893 }
894
895 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
896 {
897         struct mem_cgroup *memcg;
898
899         rcu_read_lock();
900         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
901         if (memcg)
902                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
903         rcu_read_unlock();
904 }
905
906 /**
907  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
908  * @memcg: the memory cgroup
909  * @idx: the event item
910  * @count: the number of events that occured
911  */
912 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
913                           unsigned long count)
914 {
915         unsigned long x;
916
917         if (mem_cgroup_disabled())
918                 return;
919
920         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
921         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
922                 struct mem_cgroup *mi;
923
924                 /*
925                  * Batch local counters to keep them in sync with
926                  * the hierarchical ones.
927                  */
928                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
929                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
930                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
931                 x = 0;
932         }
933         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
934 }
935
936 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
937 {
938         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
939 }
940
941 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
942 {
943         long x = 0;
944         int cpu;
945
946         for_each_possible_cpu(cpu)
947                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
948         return x;
949 }
950
951 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
952                                          struct page *page,
953                                          int nr_pages)
954 {
955         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
956         if (nr_pages > 0)
957                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
958         else {
959                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
960                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
961         }
962
963         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
964 }
965
966 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
967                                        enum mem_cgroup_events_target target)
968 {
969         unsigned long val, next;
970
971         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
972         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
973         /* from time_after() in jiffies.h */
974         if ((long)(next - val) < 0) {
975                 switch (target) {
976                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
977                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
978                         break;
979                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
980                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
981                         break;
982                 default:
983                         break;
984                 }
985                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
986                 return true;
987         }
988         return false;
989 }
990
991 /*
992  * Check events in order.
993  *
994  */
995 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
996 {
997         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
998         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
999                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1000                 bool do_softlimit;
1001
1002                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1003                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1004                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1005                 if (unlikely(do_softlimit))
1006                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1007         }
1008 }
1009
1010 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1011 {
1012         /*
1013          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1014          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1015          * So this can be called with p == NULL.
1016          */
1017         if (unlikely(!p))
1018                 return NULL;
1019
1020         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1021 }
1022 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1023
1024 /**
1025  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1026  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1027  *
1028  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1029  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1030  * returned.
1031  */
1032 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1033 {
1034         struct mem_cgroup *memcg;
1035
1036         if (mem_cgroup_disabled())
1037                 return NULL;
1038
1039         rcu_read_lock();
1040         do {
1041                 /*
1042                  * Page cache insertions can happen withou an
1043                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1044                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1045                  */
1046                 if (unlikely(!mm))
1047                         memcg = root_mem_cgroup;
1048                 else {
1049                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1050                         if (unlikely(!memcg))
1051                                 memcg = root_mem_cgroup;
1052                 }
1053         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1054         rcu_read_unlock();
1055         return memcg;
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1058
1059 /**
1060  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1061  * @page: page from which memcg should be extracted.
1062  *
1063  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1064  * root_mem_cgroup is returned.
1065  */
1066 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1067 {
1068         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1069
1070         if (mem_cgroup_disabled())
1071                 return NULL;
1072
1073         rcu_read_lock();
1074         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1075         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1076                 memcg = root_mem_cgroup;
1077         rcu_read_unlock();
1078         return memcg;
1079 }
1080 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1081
1082 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1083 {
1084         if (in_interrupt())
1085                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1086         else
1087                 return current->active_memcg;
1088 }
1089
1090 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1091 {
1092         struct mem_cgroup *memcg;
1093
1094         rcu_read_lock();
1095         memcg = active_memcg();
1096         /* remote memcg must hold a ref. */
1097         if (memcg && WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1098                 memcg = root_mem_cgroup;
1099         rcu_read_unlock();
1100
1101         return memcg;
1102 }
1103
1104 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1105 {
1106         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1107         if (unlikely(active_memcg()))
1108                 return false;
1109
1110         /* Memcg to charge can't be determined. */
1111         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1112                 return true;
1113
1114         return false;
1115 }
1116
1117 /**
1118  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1119  */
1120 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1121 {
1122         if (memcg_kmem_bypass())
1123                 return NULL;
1124
1125         if (unlikely(active_memcg()))
1126                 return get_active_memcg();
1127
1128         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1129 }
1130
1131 /**
1132  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1133  * @root: hierarchy root
1134  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1135  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1136  *
1137  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1138  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1139  *
1140  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1141  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1142  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1143  *
1144  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1145  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1146  * same node.
1147  */
1148 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1149                                    struct mem_cgroup *prev,
1150                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1151 {
1152         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1153         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1154         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1155         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1156
1157         if (mem_cgroup_disabled())
1158                 return NULL;
1159
1160         if (!root)
1161                 root = root_mem_cgroup;
1162
1163         if (prev && !reclaim)
1164                 pos = prev;
1165
1166         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1167                 if (prev)
1168                         goto out;
1169                 return root;
1170         }
1171
1172         rcu_read_lock();
1173
1174         if (reclaim) {
1175                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1176
1177                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1178                 iter = &mz->iter;
1179
1180                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1181                         goto out_unlock;
1182
1183                 while (1) {
1184                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1185                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1186                                 break;
1187                         /*
1188                          * css reference reached zero, so iter->position will
1189                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1190                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1191                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1192                          * might block it. So we clear iter->position right
1193                          * away.
1194                          */
1195                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1196                 }
1197         }
1198
1199         if (pos)
1200                 css = &pos->css;
1201
1202         for (;;) {
1203                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1204                 if (!css) {
1205                         /*
1206                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1207                          * new one might jump in right at the end of
1208                          * the hierarchy - make sure they see at least
1209                          * one group and restart from the beginning.
1210                          */
1211                         if (!prev)
1212                                 continue;
1213                         break;
1214                 }
1215
1216                 /*
1217                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1218                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1219                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1220                  */
1221                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1222
1223                 if (css == &root->css)
1224                         break;
1225
1226                 if (css_tryget(css))
1227                         break;
1228
1229                 memcg = NULL;
1230         }
1231
1232         if (reclaim) {
1233                 /*
1234                  * The position could have already been updated by a competing
1235                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1236                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1237                  */
1238                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1239
1240                 if (pos)
1241                         css_put(&pos->css);
1242
1243                 if (!memcg)
1244                         iter->generation++;
1245                 else if (!prev)
1246                         reclaim->generation = iter->generation;
1247         }
1248
1249 out_unlock:
1250         rcu_read_unlock();
1251 out:
1252         if (prev && prev != root)
1253                 css_put(&prev->css);
1254
1255         return memcg;
1256 }
1257
1258 /**
1259  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1260  * @root: hierarchy root
1261  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1262  */
1263 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1264                            struct mem_cgroup *prev)
1265 {
1266         if (!root)
1267                 root = root_mem_cgroup;
1268         if (prev && prev != root)
1269                 css_put(&prev->css);
1270 }
1271
1272 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1273                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1274 {
1275         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1276         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1277         int nid;
1278
1279         for_each_node(nid) {
1280                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1281                 iter = &mz->iter;
1282                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1283         }
1284 }
1285
1286 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1287 {
1288         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1289         struct mem_cgroup *last;
1290
1291         do {
1292                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1293                 last = memcg;
1294         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1295
1296         /*
1297          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1298          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1299          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1300          * dead_memcg from cgroup root separately.
1301          */
1302         if (last != root_mem_cgroup)
1303                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1304                                                 dead_memcg);
1305 }
1306
1307 /**
1308  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1309  * @memcg: hierarchy root
1310  * @fn: function to call for each task
1311  * @arg: argument passed to @fn
1312  *
1313  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1314  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1315  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1316  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1317  *
1318  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1319  */
1320 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1321                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1322 {
1323         struct mem_cgroup *iter;
1324         int ret = 0;
1325
1326         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1327
1328         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1329                 struct css_task_iter it;
1330                 struct task_struct *task;
1331
1332                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1333                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1334                         ret = fn(task, arg);
1335                 css_task_iter_end(&it);
1336                 if (ret) {
1337                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1338                         break;
1339                 }
1340         }
1341         return ret;
1342 }
1343
1344 /**
1345  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1346  * @page: the page
1347  * @pgdat: pgdat of the page
1348  *
1349  * This function relies on page->mem_cgroup being stable - see the
1350  * access rules in commit_charge().
1351  */
1352 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1353 {
1354         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1355         struct mem_cgroup *memcg;
1356         struct lruvec *lruvec;
1357
1358         if (mem_cgroup_disabled()) {
1359                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1360                 goto out;
1361         }
1362
1363         memcg = page->mem_cgroup;
1364         /*
1365          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1366          * possibly migrated - before they are charged.
1367          */
1368         if (!memcg)
1369                 memcg = root_mem_cgroup;
1370
1371         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1372         lruvec = &mz->lruvec;
1373 out:
1374         /*
1375          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1376          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1377          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1378          */
1379         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1380                 lruvec->pgdat = pgdat;
1381         return lruvec;
1382 }
1383
1384 /**
1385  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1386  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1387  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1388  * @zid: zone id of the accounted pages
1389  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1390  *
1391  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1392  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1393  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1394  */
1395 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1396                                 int zid, int nr_pages)
1397 {
1398         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1399         unsigned long *lru_size;
1400         long size;
1401
1402         if (mem_cgroup_disabled())
1403                 return;
1404
1405         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1406         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1407
1408         if (nr_pages < 0)
1409                 *lru_size += nr_pages;
1410
1411         size = *lru_size;
1412         if (WARN_ONCE(size < 0,
1413                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1414                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1415                 VM_BUG_ON(1);
1416                 *lru_size = 0;
1417         }
1418
1419         if (nr_pages > 0)
1420                 *lru_size += nr_pages;
1421 }
1422
1423 /**
1424  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1425  * @memcg: the memory cgroup
1426  *
1427  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1428  * pages.
1429  */
1430 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         unsigned long margin = 0;
1433         unsigned long count;
1434         unsigned long limit;
1435
1436         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1437         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1438         if (count < limit)
1439                 margin = limit - count;
1440
1441         if (do_memsw_account()) {
1442                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1443                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1444                 if (count < limit)
1445                         margin = min(margin, limit - count);
1446                 else
1447                         margin = 0;
1448         }
1449
1450         return margin;
1451 }
1452
1453 /*
1454  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1455  *
1456  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1457  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1458  * caused by "move".
1459  */
1460 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1461 {
1462         struct mem_cgroup *from;
1463         struct mem_cgroup *to;
1464         bool ret = false;
1465         /*
1466          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1467          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1468          */
1469         spin_lock(&mc.lock);
1470         from = mc.from;
1471         to = mc.to;
1472         if (!from)
1473                 goto unlock;
1474
1475         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1476                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1477 unlock:
1478         spin_unlock(&mc.lock);
1479         return ret;
1480 }
1481
1482 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1483 {
1484         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1485                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1486                         DEFINE_WAIT(wait);
1487                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1488                         /* moving charge context might have finished. */
1489                         if (mc.moving_task)
1490                                 schedule();
1491                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1492                         return true;
1493                 }
1494         }
1495         return false;
1496 }
1497
1498 struct memory_stat {
1499         const char *name;
1500         unsigned int ratio;
1501         unsigned int idx;
1502 };
1503
1504 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1505         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1506         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1507         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1508         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1509         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1510         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1511         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1512         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1513         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1514 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1515         /*
1516          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1517          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1518          * constant(e.g. powerpc).
1519          */
1520         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1521 #endif
1522         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1523         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1524         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1525         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1526         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1527
1528         /*
1529          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1530          * together and slab_reclaimable must be in front.
1531          */
1532         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1533         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1534
1535         /* The memory events */
1536         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1537         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1538         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1539         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1540         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1541         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1542         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1543 };
1544
1545 static int __init memory_stats_init(void)
1546 {
1547         int i;
1548
1549         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1550 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1551                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS)
1552                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1553 #endif
1554                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1555                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1556         }
1557
1558         return 0;
1559 }
1560 pure_initcall(memory_stats_init);
1561
1562 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1563 {
1564         struct seq_buf s;
1565         int i;
1566
1567         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1568         if (!s.buffer)
1569                 return NULL;
1570
1571         /*
1572          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1573          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1574          *
1575          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1576          * 1) generic big picture -> specifics and details
1577          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1578          *
1579          * Current memory state:
1580          */
1581
1582         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1583                 u64 size;
1584
1585                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1586                 size *= memory_stats[i].ratio;
1587                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1588
1589                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1590                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1591                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1592                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1593                 }
1594         }
1595
1596         /* Accumulated memory events */
1597
1598         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1599                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1600         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1601                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1602         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1603                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1604         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1605                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1606                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1607         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1608                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1609                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1610         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1611                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1612         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1613                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1614         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1615                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1616         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1617                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1618
1619 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1620         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1621                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1622         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1623                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1624 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1625
1626         /* The above should easily fit into one page */
1627         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1628
1629         return s.buffer;
1630 }
1631
1632 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1633 /**
1634  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1635  * memory controller.
1636  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1637  * @p: Task that is going to be killed
1638  *
1639  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1640  * enabled
1641  */
1642 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1643 {
1644         rcu_read_lock();
1645
1646         if (memcg) {
1647                 pr_cont(",oom_memcg=");
1648                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1649         } else
1650                 pr_cont(",global_oom");
1651         if (p) {
1652                 pr_cont(",task_memcg=");
1653                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1654         }
1655         rcu_read_unlock();
1656 }
1657
1658 /**
1659  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1660  * memory controller.
1661  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1662  */
1663 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1664 {
1665         char *buf;
1666
1667         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1668                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1669                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1670         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1671                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1672                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1673                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1674         else {
1675                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1676                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1677                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1678                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1679                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1680                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1681         }
1682
1683         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1684         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1685         pr_cont(":");
1686         buf = memory_stat_format(memcg);
1687         if (!buf)
1688                 return;
1689         pr_info("%s", buf);
1690         kfree(buf);
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1695  */
1696 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1697 {
1698         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1699
1700         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1701                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1702                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1703                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1704         } else { /* v1 */
1705                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1706                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1707                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1708
1709                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1710                 }
1711         }
1712         return max;
1713 }
1714
1715 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1716 {
1717         return page_counter_read(&memcg->memory);
1718 }
1719
1720 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1721                                      int order)
1722 {
1723         struct oom_control oc = {
1724                 .zonelist = NULL,
1725                 .nodemask = NULL,
1726                 .memcg = memcg,
1727                 .gfp_mask = gfp_mask,
1728                 .order = order,
1729         };
1730         bool ret = true;
1731
1732         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1733                 return true;
1734
1735         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1736                 goto unlock;
1737
1738         /*
1739          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1740          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1741          */
1742         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1743
1744 unlock:
1745         mutex_unlock(&oom_lock);
1746         return ret;
1747 }
1748
1749 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1750                                    pg_data_t *pgdat,
1751                                    gfp_t gfp_mask,
1752                                    unsigned long *total_scanned)
1753 {
1754         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1755         int total = 0;
1756         int loop = 0;
1757         unsigned long excess;
1758         unsigned long nr_scanned;
1759         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1760                 .pgdat = pgdat,
1761         };
1762
1763         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1764
1765         while (1) {
1766                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1767                 if (!victim) {
1768                         loop++;
1769                         if (loop >= 2) {
1770                                 /*
1771                                  * If we have not been able to reclaim
1772                                  * anything, it might because there are
1773                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1774                                  */
1775                                 if (!total)
1776                                         break;
1777                                 /*
1778                                  * We want to do more targeted reclaim.
1779                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1780                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1781                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1782                                  */
1783                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1784                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1785                                         break;
1786                         }
1787                         continue;
1788                 }
1789                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1790                                         pgdat, &nr_scanned);
1791                 *total_scanned += nr_scanned;
1792                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1793                         break;
1794         }
1795         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1796         return total;
1797 }
1798
1799 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1800 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1801         .name = "memcg_oom_lock",
1802 };
1803 #endif
1804
1805 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1806
1807 /*
1808  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1809  * If someone is running, return false.
1810  */
1811 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1812 {
1813         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1814
1815         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1816
1817         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1818                 if (iter->oom_lock) {
1819                         /*
1820                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1821                          * so we cannot give a lock.
1822                          */
1823                         failed = iter;
1824                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1825                         break;
1826                 } else
1827                         iter->oom_lock = true;
1828         }
1829
1830         if (failed) {
1831                 /*
1832                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1833                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1834                  */
1835                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1836                         if (iter == failed) {
1837                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1838                                 break;
1839                         }
1840                         iter->oom_lock = false;
1841                 }
1842         } else
1843                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1844
1845         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1846
1847         return !failed;
1848 }
1849
1850 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1851 {
1852         struct mem_cgroup *iter;
1853
1854         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1855         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1856         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1857                 iter->oom_lock = false;
1858         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1859 }
1860
1861 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         struct mem_cgroup *iter;
1864
1865         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1866         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1867                 iter->under_oom++;
1868         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1869 }
1870
1871 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1872 {
1873         struct mem_cgroup *iter;
1874
1875         /*
1876          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1877          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1878          */
1879         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1880         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1881                 if (iter->under_oom > 0)
1882                         iter->under_oom--;
1883         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1884 }
1885
1886 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1887
1888 struct oom_wait_info {
1889         struct mem_cgroup *memcg;
1890         wait_queue_entry_t      wait;
1891 };
1892
1893 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1894         unsigned mode, int sync, void *arg)
1895 {
1896         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1897         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1898         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1899
1900         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1901         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1902
1903         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1904             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1905                 return 0;
1906         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1907 }
1908
1909 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1910 {
1911         /*
1912          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1913          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1914          * this function is called as a result of userland actions
1915          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1916          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1917          * triggering notification.
1918          */
1919         if (memcg && memcg->under_oom)
1920                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1921 }
1922
1923 enum oom_status {
1924         OOM_SUCCESS,
1925         OOM_FAILED,
1926         OOM_ASYNC,
1927         OOM_SKIPPED
1928 };
1929
1930 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1931 {
1932         enum oom_status ret;
1933         bool locked;
1934
1935         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1936                 return OOM_SKIPPED;
1937
1938         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1939
1940         /*
1941          * We are in the middle of the charge context here, so we
1942          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1943          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1944          *
1945          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1946          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1947          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1948          * released.
1949          *
1950          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1951          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1952          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1953          * invoke the oom killer here.
1954          *
1955          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1956          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1957          */
1958         if (memcg->oom_kill_disable) {
1959                 if (!current->in_user_fault)
1960                         return OOM_SKIPPED;
1961                 css_get(&memcg->css);
1962                 current->memcg_in_oom = memcg;
1963                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1964                 current->memcg_oom_order = order;
1965
1966                 return OOM_ASYNC;
1967         }
1968
1969         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1970
1971         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1972
1973         if (locked)
1974                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1975
1976         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1977         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1978                 ret = OOM_SUCCESS;
1979         else
1980                 ret = OOM_FAILED;
1981
1982         if (locked)
1983                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1984
1985         return ret;
1986 }
1987
1988 /**
1989  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1990  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1991  *
1992  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1993  * handler was enabled.
1994  *
1995  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1996  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1997  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1998  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1999  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2000  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2001  *
2002  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2003  * completed, %false otherwise.
2004  */
2005 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2006 {
2007         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2008         struct oom_wait_info owait;
2009         bool locked;
2010
2011         /* OOM is global, do not handle */
2012         if (!memcg)
2013                 return false;
2014
2015         if (!handle)
2016                 goto cleanup;
2017
2018         owait.memcg = memcg;
2019         owait.wait.flags = 0;
2020         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2021         owait.wait.private = current;
2022         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2023
2024         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2025         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2026
2027         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2028
2029         if (locked)
2030                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2031
2032         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2033                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2034                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2035                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2036                                          current->memcg_oom_order);
2037         } else {
2038                 schedule();
2039                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2040                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2041         }
2042
2043         if (locked) {
2044                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2045                 /*
2046                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2047                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2048                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2049                  */
2050                 memcg_oom_recover(memcg);
2051         }
2052 cleanup:
2053         current->memcg_in_oom = NULL;
2054         css_put(&memcg->css);
2055         return true;
2056 }
2057
2058 /**
2059  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2060  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2061  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2062  *
2063  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2064  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2065  *
2066  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2067  */
2068 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2069                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2070 {
2071         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2072         struct mem_cgroup *memcg;
2073
2074         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2075                 return NULL;
2076
2077         if (!oom_domain)
2078                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2079
2080         rcu_read_lock();
2081
2082         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2083         if (memcg == root_mem_cgroup)
2084                 goto out;
2085
2086         /*
2087          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2088          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2089          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2090          */
2091         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2092                 goto out;
2093
2094         /*
2095          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2096          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2097          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2098          */
2099         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2100                 if (memcg->oom_group)
2101                         oom_group = memcg;
2102
2103                 if (memcg == oom_domain)
2104                         break;
2105         }
2106
2107         if (oom_group)
2108                 css_get(&oom_group->css);
2109 out:
2110         rcu_read_unlock();
2111
2112         return oom_group;
2113 }
2114
2115 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2116 {
2117         pr_info("Tasks in ");
2118         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2119         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2120 }
2121
2122 /**
2123  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2124  * @page: the page
2125  *
2126  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2127  * another cgroup.
2128  *
2129  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2130  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2131  * when @page might get freed inside the locked section.
2132  */
2133 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2134 {
2135         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2136         struct mem_cgroup *memcg;
2137         unsigned long flags;
2138
2139         /*
2140          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2141          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2142          * because page moving starts with an RCU grace period.
2143          *
2144          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2145          * the page state that is going to change is the only thing
2146          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2147          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2148          * keep off truncation, migration and so forth.
2149          */
2150         rcu_read_lock();
2151
2152         if (mem_cgroup_disabled())
2153                 return NULL;
2154 again:
2155         memcg = head->mem_cgroup;
2156         if (unlikely(!memcg))
2157                 return NULL;
2158
2159         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2160                 return memcg;
2161
2162         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2163         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2164                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2165                 goto again;
2166         }
2167
2168         /*
2169          * When charge migration first begins, we can have locked and
2170          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2171          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2172          */
2173         memcg->move_lock_task = current;
2174         memcg->move_lock_flags = flags;
2175
2176         return memcg;
2177 }
2178 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2179
2180 /**
2181  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2182  * @memcg: the memcg
2183  *
2184  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2185  */
2186 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2187 {
2188         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2189                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2190
2191                 memcg->move_lock_task = NULL;
2192                 memcg->move_lock_flags = 0;
2193
2194                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2195         }
2196
2197         rcu_read_unlock();
2198 }
2199
2200 /**
2201  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2202  * @page: the page
2203  */
2204 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2205 {
2206         struct page *head = compound_head(page);
2207
2208         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2209 }
2210 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2211
2212 struct memcg_stock_pcp {
2213         local_lock_t lock;
2214         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2215         unsigned int nr_pages;
2216
2217 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2218         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2219         unsigned int nr_bytes;
2220 #endif
2221
2222         struct work_struct work;
2223         unsigned long flags;
2224 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2225 };
2226 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2227 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2228
2229 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2230 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2231 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2232                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2233
2234 #else
2235 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2236 {
2237 }
2238 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2239                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2240 {
2241         return false;
2242 }
2243 #endif
2244
2245 /**
2246  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2247  * @memcg: memcg to consume from.
2248  * @nr_pages: how many pages to charge.
2249  *
2250  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2251  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2252  * service an allocation will refill the stock.
2253  *
2254  * returns true if successful, false otherwise.
2255  */
2256 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2257 {
2258         struct memcg_stock_pcp *stock;
2259         unsigned long flags;
2260         bool ret = false;
2261
2262         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2263                 return ret;
2264
2265         local_lock_irqsave(&memcg_stock.lock, flags);
2266
2267         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2268         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2269                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2270                 ret = true;
2271         }
2272
2273         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.lock, flags);
2274
2275         return ret;
2276 }
2277
2278 /*
2279  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2280  */
2281 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2282 {
2283         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2284
2285         if (!old)
2286                 return;
2287
2288         if (stock->nr_pages) {
2289                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2290                 if (do_memsw_account())
2291                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2292                 stock->nr_pages = 0;
2293         }
2294
2295         css_put(&old->css);
2296         stock->cached = NULL;
2297 }
2298
2299 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2300 {
2301         struct memcg_stock_pcp *stock;
2302         unsigned long flags;
2303
2304         /*
2305          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2306          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2307          */
2308         local_lock_irqsave(&memcg_stock.lock, flags);
2309
2310         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2311         drain_obj_stock(stock);
2312         drain_stock(stock);
2313         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2314
2315         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.lock, flags);
2316 }
2317
2318 /*
2319  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2320  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2321  */
2322 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2323 {
2324         struct memcg_stock_pcp *stock;
2325         unsigned long flags;
2326
2327         local_lock_irqsave(&memcg_stock.lock, flags);
2328
2329         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2330         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2331                 drain_stock(stock);
2332                 css_get(&memcg->css);
2333                 stock->cached = memcg;
2334         }
2335         stock->nr_pages += nr_pages;
2336
2337         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2338                 drain_stock(stock);
2339
2340         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.lock, flags);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2345  * of the hierarchy under it.
2346  */
2347 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2348 {
2349         int cpu, curcpu;
2350
2351         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2352         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2353                 return;
2354         /*
2355          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2356          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2357          * as well as workers from this path always operate on the local
2358          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2359          */
2360         curcpu = get_cpu_light();
2361         for_each_online_cpu(cpu) {
2362                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2363                 struct mem_cgroup *memcg;
2364                 bool flush = false;
2365
2366                 rcu_read_lock();
2367                 memcg = stock->cached;
2368                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2369                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2370                         flush = true;
2371                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2372                         flush = true;
2373                 rcu_read_unlock();
2374
2375                 if (flush &&
2376                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2377                         if (cpu == curcpu)
2378                                 drain_local_stock(&stock->work);
2379                         else
2380                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2381                 }
2382         }
2383         put_cpu_light();
2384         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2385 }
2386
2387 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2388 {
2389         struct memcg_stock_pcp *stock;
2390         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2391
2392         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2393         drain_stock(stock);
2394
2395         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2396                 int i;
2397
2398                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2399                         int nid;
2400                         long x;
2401
2402                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2403                         if (x)
2404                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2405                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2406
2407                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2408                                 continue;
2409
2410                         for_each_node(nid) {
2411                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2412
2413                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2414                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2415                                 if (x)
2416                                         do {
2417                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2418                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2419                         }
2420                 }
2421
2422                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2423                         long x;
2424
2425                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2426                         if (x)
2427                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2428                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2429                 }
2430         }
2431
2432         return 0;
2433 }
2434
2435 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2436                                   unsigned int nr_pages,
2437                                   gfp_t gfp_mask)
2438 {
2439         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2440
2441         do {
2442                 unsigned long pflags;
2443
2444                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2445                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2446                         continue;
2447
2448                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2449
2450                 psi_memstall_enter(&pflags);
2451                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2452                                                              gfp_mask, true);
2453                 psi_memstall_leave(&pflags);
2454         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2455                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2456
2457         return nr_reclaimed;
2458 }
2459
2460 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2461 {
2462         struct mem_cgroup *memcg;
2463
2464         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2465         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2466 }
2467
2468 /*
2469  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2470  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2471  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2472  */
2473 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2474
2475 /*
2476  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2477  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2478  * below.
2479  *
2480  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2481  *   overage ratio to a delay.
2482  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2483  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2484  *   to produce a reasonable delay curve.
2485  *
2486  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2487  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2488  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2489  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2490  * example, with a high of 100 megabytes:
2491  *
2492  *  +-------+------------------------+
2493  *  | usage | time to allocate in ms |
2494  *  +-------+------------------------+
2495  *  | 100M  |                      0 |
2496  *  | 101M  |                      6 |
2497  *  | 102M  |                     25 |
2498  *  | 103M  |                     57 |
2499  *  | 104M  |                    102 |
2500  *  | 105M  |                    159 |
2501  *  | 106M  |                    230 |
2502  *  | 107M  |                    313 |
2503  *  | 108M  |                    409 |
2504  *  | 109M  |                    518 |
2505  *  | 110M  |                    639 |
2506  *  | 111M  |                    774 |
2507  *  | 112M  |                    921 |
2508  *  | 113M  |                   1081 |
2509  *  | 114M  |                   1254 |
2510  *  | 115M  |                   1439 |
2511  *  | 116M  |                   1638 |
2512  *  | 117M  |                   1849 |
2513  *  | 118M  |                   2000 |
2514  *  | 119M  |                   2000 |
2515  *  | 120M  |                   2000 |
2516  *  +-------+------------------------+
2517  */
2518  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2519  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2520
2521 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2522 {
2523         u64 overage;
2524
2525         if (usage <= high)
2526                 return 0;
2527
2528         /*
2529          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2530          * it was a threshold of 1 page
2531          */
2532         high = max(high, 1UL);
2533
2534         overage = usage - high;
2535         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2536         return div64_u64(overage, high);
2537 }
2538
2539 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2540 {
2541         u64 overage, max_overage = 0;
2542
2543         do {
2544                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2545                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2546                 max_overage = max(overage, max_overage);
2547         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2548                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2549
2550         return max_overage;
2551 }
2552
2553 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2554 {
2555         u64 overage, max_overage = 0;
2556
2557         do {
2558                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2559                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2560                 if (overage)
2561                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2562                 max_overage = max(overage, max_overage);
2563         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2564                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2565
2566         return max_overage;
2567 }
2568
2569 /*
2570  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2571  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2572  */
2573 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2574                                           unsigned int nr_pages,
2575                                           u64 max_overage)
2576 {
2577         unsigned long penalty_jiffies;
2578
2579         if (!max_overage)
2580                 return 0;
2581
2582         /*
2583          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2584          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2585          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2586          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2587          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2588          * overage amount.
2589          */
2590         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2591         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2592         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2593
2594         /*
2595          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2596          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2597          * 4N-sized allocation.
2598          *
2599          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2600          * larger the current charge patch is than that.
2601          */
2602         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2603 }
2604
2605 /*
2606  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2607  * and reclaims memory over the high limit.
2608  */
2609 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2610 {
2611         unsigned long penalty_jiffies;
2612         unsigned long pflags;
2613         unsigned long nr_reclaimed;
2614         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2615         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2616         struct mem_cgroup *memcg;
2617         bool in_retry = false;
2618
2619         if (likely(!nr_pages))
2620                 return;
2621
2622         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2623         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2624
2625 retry_reclaim:
2626         /*
2627          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2628          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2629          * or breaching resource isolation.
2630          *
2631          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2632          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2633          * allocator run every time an allocation is made.
2634          */
2635         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2636                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2637                                     GFP_KERNEL);
2638
2639         /*
2640          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2641          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2642          */
2643         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2644                                                mem_find_max_overage(memcg));
2645
2646         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2647                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2648
2649         /*
2650          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2651          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2652          * extremely slowly.
2653          */
2654         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2655
2656         /*
2657          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2658          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2659          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2660          * been aggressively reclaimed enough yet.
2661          */
2662         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2663                 goto out;
2664
2665         /*
2666          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2667          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2668          * throttling.
2669          */
2670         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2671                 in_retry = true;
2672                 goto retry_reclaim;
2673         }
2674
2675         /*
2676          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2677          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2678          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2679          */
2680         psi_memstall_enter(&pflags);
2681         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2682         psi_memstall_leave(&pflags);
2683
2684 out:
2685         css_put(&memcg->css);
2686 }
2687
2688 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2689                       unsigned int nr_pages)
2690 {
2691         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2692         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2693         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2694         struct page_counter *counter;
2695         enum oom_status oom_status;
2696         unsigned long nr_reclaimed;
2697         bool passed_oom = false;
2698         bool may_swap = true;
2699         bool drained = false;
2700         unsigned long pflags;
2701
2702         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2703                 return 0;
2704 retry:
2705         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2706                 return 0;
2707
2708         if (!do_memsw_account() ||
2709             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2710                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2711                         goto done_restock;
2712                 if (do_memsw_account())
2713                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2714                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2715         } else {
2716                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2717                 may_swap = false;
2718         }
2719
2720         if (batch > nr_pages) {
2721                 batch = nr_pages;
2722                 goto retry;
2723         }
2724
2725         /*
2726          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2727          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2728          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2729          * and let these go through as privileged allocations.
2730          */
2731         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2732                 goto force;
2733
2734         /*
2735          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2736          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2737          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2738          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2739          */
2740         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2741                 goto force;
2742
2743         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2744                 goto nomem;
2745
2746         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2747                 goto nomem;
2748
2749         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2750
2751         psi_memstall_enter(&pflags);
2752         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2753                                                     gfp_mask, may_swap);
2754         psi_memstall_leave(&pflags);
2755
2756         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2757                 goto retry;
2758
2759         if (!drained) {
2760                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2761                 drained = true;
2762                 goto retry;
2763         }
2764
2765         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2766                 goto nomem;
2767         /*
2768          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2769          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2770          * before killing the task.
2771          *
2772          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2773          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2774          * to regular pages anyway in case of failure.
2775          */
2776         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2777                 goto retry;
2778         /*
2779          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2780          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2781          */
2782         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2783                 goto retry;
2784
2785         if (nr_retries--)
2786                 goto retry;
2787
2788         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2789                 goto nomem;
2790
2791         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2792                 goto force;
2793
2794         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2795         if (passed_oom && task_is_dying())
2796                 goto nomem;
2797
2798         /*
2799          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2800          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2801          * couldn't make any progress.
2802          */
2803         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2804                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2805         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2806                 passed_oom = true;
2807                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2808                 goto retry;
2809         }
2810 nomem:
2811         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2812                 return -ENOMEM;
2813 force:
2814         /*
2815          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2816          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2817          * temporarily by force charging it.
2818          */
2819         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2820         if (do_memsw_account())
2821                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2822
2823         return 0;
2824
2825 done_restock:
2826         if (batch > nr_pages)
2827                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2828
2829         /*
2830          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2831          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2832          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2833          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2834          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2835          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2836          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2837          */
2838         do {
2839                 bool mem_high, swap_high;
2840
2841                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2842                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2843                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2844                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2845
2846                 /* Don't bother a random interrupted task */
2847                 if (in_interrupt()) {
2848                         if (mem_high) {
2849                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2850                                 break;
2851                         }
2852                         continue;
2853                 }
2854
2855                 if (mem_high || swap_high) {
2856                         /*
2857                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2858                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2859                          * of the memory or swap footprints.
2860                          *
2861                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2862                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2863                          * based on how much each task is actually allocating.
2864                          */
2865                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2866                         set_notify_resume(current);
2867                         break;
2868                 }
2869         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2870
2871         return 0;
2872 }
2873
2874 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2875 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2876 {
2877         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2878                 return;
2879
2880         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2881         if (do_memsw_account())
2882                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2883 }
2884 #endif
2885
2886 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2887 {
2888         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2889         /*
2890          * Any of the following ensures page->mem_cgroup stability:
2891          *
2892          * - the page lock
2893          * - LRU isolation
2894          * - lock_page_memcg()
2895          * - exclusive reference
2896          */
2897         page->mem_cgroup = memcg;
2898 }
2899
2900 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2901 /*
2902  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2903  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2904  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2905  */
2906 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2907
2908 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2909                                  gfp_t gfp)
2910 {
2911         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2912         void *vec;
2913
2914         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2915         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2916                            page_to_nid(page));
2917         if (!vec)
2918                 return -ENOMEM;
2919
2920         if (cmpxchg(&page->obj_cgroups, NULL,
2921                     (struct obj_cgroup **) ((unsigned long)vec | 0x1UL)))
2922                 kfree(vec);
2923         else
2924                 kmemleak_not_leak(vec);
2925
2926         return 0;
2927 }
2928
2929 /*
2930  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2931  *
2932  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2933  * cgroup_mutex, etc.
2934  */
2935 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2936 {
2937         struct page *page;
2938
2939         if (mem_cgroup_disabled())
2940                 return NULL;
2941
2942         page = virt_to_head_page(p);
2943
2944         /*
2945          * If page->mem_cgroup is set, it's either a simple mem_cgroup pointer
2946          * or a pointer to obj_cgroup vector. In the latter case the lowest
2947          * bit of the pointer is set.
2948          * The page->mem_cgroup pointer can be asynchronously changed
2949          * from NULL to (obj_cgroup_vec | 0x1UL), but can't be changed
2950          * from a valid memcg pointer to objcg vector or back.
2951          */
2952         if (!page->mem_cgroup)
2953                 return NULL;
2954
2955         /*
2956          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2957          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2958          * the page->obj_cgroups.
2959          */
2960         if (page_has_obj_cgroups(page)) {
2961                 struct obj_cgroup *objcg;
2962                 unsigned int off;
2963
2964                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2965                 objcg = page_obj_cgroups(page)[off];
2966                 if (objcg)
2967                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2968
2969                 return NULL;
2970         }
2971
2972         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2973         return page->mem_cgroup;
2974 }
2975
2976 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2977 {
2978         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2979         struct mem_cgroup *memcg;
2980
2981         if (memcg_kmem_bypass())
2982                 return NULL;
2983
2984         rcu_read_lock();
2985         if (unlikely(active_memcg()))
2986                 memcg = active_memcg();
2987         else
2988                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2989
2990         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2991                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2992                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2993                         break;
2994                 objcg = NULL;
2995         }
2996         rcu_read_unlock();
2997
2998         return objcg;
2999 }
3000
3001 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3002 {
3003         int id, size;
3004         int err;
3005
3006         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3007                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3008         if (id < 0)
3009                 return id;
3010
3011         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3012                 return id;
3013
3014         /*
3015          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3016          * so we have to grow them.
3017          */
3018         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3019
3020         size = 2 * (id + 1);
3021         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3022                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3023         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3024                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3025
3026         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3027         if (!err)
3028                 memcg_nr_cache_ids = size;
3029
3030         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3031
3032         if (err) {
3033                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3034                 return err;
3035         }
3036         return id;
3037 }
3038
3039 static void memcg_free_cache_id(int id)
3040 {
3041         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3042 }
3043
3044 /**
3045  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3046  * @memcg: memory cgroup to charge
3047  * @gfp: reclaim mode
3048  * @nr_pages: number of pages to charge
3049  *
3050  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3051  */
3052 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3053                         unsigned int nr_pages)
3054 {
3055         struct page_counter *counter;
3056         int ret;
3057
3058         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3059         if (ret)
3060                 return ret;
3061
3062         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3063             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3064
3065                 /*
3066                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3067                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3068                  * handling code.
3069                  */
3070                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3071                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3072                         return 0;
3073                 }
3074                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3075                 return -ENOMEM;
3076         }
3077         return 0;
3078 }
3079
3080 /**
3081  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3082  * @memcg: memcg to uncharge
3083  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3084  */
3085 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3086 {
3087         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3088                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3089
3090         refill_stock(memcg, nr_pages);
3091 }
3092
3093 /**
3094  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3095  * @page: page to charge
3096  * @gfp: reclaim mode
3097  * @order: allocation order
3098  *
3099  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3100  */
3101 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3102 {
3103         struct mem_cgroup *memcg;
3104         int ret = 0;
3105
3106         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3107         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3108                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3109                 if (!ret) {
3110                         page->mem_cgroup = memcg;
3111                         __SetPageKmemcg(page);
3112                         return 0;
3113                 }
3114                 css_put(&memcg->css);
3115         }
3116         return ret;
3117 }
3118
3119 /**
3120  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3121  * @page: page to uncharge
3122  * @order: allocation order
3123  */
3124 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3125 {
3126         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3127         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3128
3129         if (!memcg)
3130                 return;
3131
3132         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3133         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3134         page->mem_cgroup = NULL;
3135         css_put(&memcg->css);
3136
3137         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3138         if (PageKmemcg(page))
3139                 __ClearPageKmemcg(page);
3140 }
3141
3142 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3143 {
3144         struct memcg_stock_pcp *stock;
3145         unsigned long flags;
3146         bool ret = false;
3147
3148         local_lock_irqsave(&memcg_stock.lock, flags);
3149
3150         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3151         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3152                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3153                 ret = true;
3154         }
3155
3156         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.lock, flags);
3157
3158         return ret;
3159 }
3160
3161 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3162 {
3163         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3164
3165         if (!old)
3166                 return;
3167
3168         if (stock->nr_bytes) {
3169                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3170                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3171
3172                 if (nr_pages) {
3173                         struct mem_cgroup *memcg;
3174
3175                         rcu_read_lock();
3176 retry:
3177                         memcg = obj_cgroup_memcg(old);
3178                         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3179                                 goto retry;
3180                         rcu_read_unlock();
3181
3182                         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3183                         css_put(&memcg->css);
3184                 }
3185
3186                 /*
3187                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3188                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3189                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3190                  * refill_obj_stock().
3191                  *
3192                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3193                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3194                  * so it might be changed in the future.
3195                  */
3196                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3197                 stock->nr_bytes = 0;
3198         }
3199
3200         obj_cgroup_put(old);
3201         stock->cached_objcg = NULL;
3202 }
3203
3204 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3205                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3206 {
3207         struct mem_cgroup *memcg;
3208
3209         if (stock->cached_objcg) {
3210                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3211                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3212                         return true;
3213         }
3214
3215         return false;
3216 }
3217
3218 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3219 {
3220         struct memcg_stock_pcp *stock;
3221         unsigned long flags;
3222
3223         local_lock_irqsave(&memcg_stock.lock, flags);
3224
3225         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3226         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3227                 drain_obj_stock(stock);
3228                 obj_cgroup_get(objcg);
3229                 stock->cached_objcg = objcg;
3230                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3231         }
3232         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3233
3234         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3235                 drain_obj_stock(stock);
3236
3237         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.lock, flags);
3238 }
3239
3240 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3241 {
3242         struct mem_cgroup *memcg;
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, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3251          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3252          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3253          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3254          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3255          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3256          * refill_obj_stock(), called from this function or
3257          * independently later.
3258          */
3259         rcu_read_lock();
3260 retry:
3261         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3262         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3263                 goto retry;
3264         rcu_read_unlock();
3265
3266         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3267         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3268
3269         if (nr_bytes)
3270                 nr_pages += 1;
3271
3272         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3273         if (!ret && nr_bytes)
3274                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3275
3276         css_put(&memcg->css);
3277         return ret;
3278 }
3279
3280 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3281 {
3282         refill_obj_stock(objcg, size);
3283 }
3284
3285 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3286
3287 /*
3288  * Because head->mem_cgroup is not set on tails, set it now.
3289  */
3290 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3291 {
3292         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3293         int kmemcg = PageKmemcg(head);
3294         int i;
3295
3296         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3297                 return;
3298
3299         for (i = 1; i < nr; i++) {
3300                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3301                 if (kmemcg)
3302                         __SetPageKmemcg(head + i);
3303         }
3304         css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3305 }
3306
3307 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3308 /**
3309  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3310  * @entry: swap entry to be moved
3311  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3312  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3313  *
3314  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3315  * as the mem_cgroup's id of @from.
3316  *
3317  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3318  *
3319  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3320  * both res and memsw, and called css_get().
3321  */
3322 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3323                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3324 {
3325         unsigned short old_id, new_id;
3326
3327         old_id = mem_cgroup_id(from);
3328         new_id = mem_cgroup_id(to);
3329
3330         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3331                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3332                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3333                 return 0;
3334         }
3335         return -EINVAL;
3336 }
3337 #else
3338 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3339                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3340 {
3341         return -EINVAL;
3342 }
3343 #endif
3344
3345 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3346
3347 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3348                                  unsigned long max, bool memsw)
3349 {
3350         bool enlarge = false;
3351         bool drained = false;
3352         int ret;
3353         bool limits_invariant;
3354         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3355
3356         do {
3357                 if (signal_pending(current)) {
3358                         ret = -EINTR;
3359                         break;
3360                 }
3361
3362                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3363                 /*
3364                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3365                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3366                  */
3367                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3368                                            max <= memcg->memsw.max;
3369                 if (!limits_invariant) {
3370                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3371                         ret = -EINVAL;
3372                         break;
3373                 }
3374                 if (max > counter->max)
3375                         enlarge = true;
3376                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3377                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3378
3379                 if (!ret)
3380                         break;
3381
3382                 if (!drained) {
3383                         drain_all_stock(memcg);
3384                         drained = true;
3385                         continue;
3386                 }
3387
3388                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3389                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3390                         ret = -EBUSY;
3391                         break;
3392                 }
3393         } while (true);
3394
3395         if (!ret && enlarge)
3396                 memcg_oom_recover(memcg);
3397
3398         return ret;
3399 }
3400
3401 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3402                                             gfp_t gfp_mask,
3403                                             unsigned long *total_scanned)
3404 {
3405         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3406         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3407         unsigned long reclaimed;
3408         int loop = 0;
3409         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3410         unsigned long excess;
3411         unsigned long nr_scanned;
3412
3413         if (order > 0)
3414                 return 0;
3415
3416         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3417
3418         /*
3419          * Do not even bother to check the largest node if the root
3420          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3421          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3422          */
3423         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3424                 return 0;
3425
3426         /*
3427          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3428          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3429          * pressure
3430          */
3431         do {
3432                 if (next_mz)
3433                         mz = next_mz;
3434                 else
3435                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3436                 if (!mz)
3437                         break;
3438
3439                 nr_scanned = 0;
3440                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3441                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3442                 nr_reclaimed += reclaimed;
3443                 *total_scanned += nr_scanned;
3444                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3445                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3446
3447                 /*
3448                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3449                  * it is time to move on to the next cgroup
3450                  */
3451                 next_mz = NULL;
3452                 if (!reclaimed)
3453                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3454
3455                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3456                 /*
3457                  * One school of thought says that we should not add
3458                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3459                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3460                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3461                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3462                  * term TODO.
3463                  */
3464                 /* If excess == 0, no tree ops */
3465                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3466                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3467                 css_put(&mz->memcg->css);
3468                 loop++;
3469                 /*
3470                  * Could not reclaim anything and there are no more
3471                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3472                  * reclaiming anything.
3473                  */
3474                 if (!nr_reclaimed &&
3475                         (next_mz == NULL ||
3476                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3477                         break;
3478         } while (!nr_reclaimed);
3479         if (next_mz)
3480                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3481         return nr_reclaimed;
3482 }
3483
3484 /*
3485  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3486  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3487  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3488  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsibility.
3489  */
3490 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3491 {
3492         bool ret;
3493
3494         rcu_read_lock();
3495         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3496         rcu_read_unlock();
3497         return ret;
3498 }
3499
3500 /*
3501  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3502  *
3503  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3504  */
3505 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3506 {
3507         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3508
3509         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3510         lru_add_drain_all();
3511
3512         drain_all_stock(memcg);
3513
3514         /* try to free all pages in this cgroup */
3515         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3516                 int progress;
3517
3518                 if (signal_pending(current))
3519                         return -EINTR;
3520
3521                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3522                                                         GFP_KERNEL, true);
3523                 if (!progress) {
3524                         nr_retries--;
3525                         /* maybe some writeback is necessary */
3526                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3527                 }
3528
3529         }
3530
3531         return 0;
3532 }
3533
3534 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3535                                             char *buf, size_t nbytes,
3536                                             loff_t off)
3537 {
3538         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3539
3540         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3541                 return -EINVAL;
3542         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3543 }
3544
3545 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3546 static int mem_cgroup_force_reclaim(struct cgroup_subsys_state *css,
3547                                struct cftype *cft, u64 val)
3548 {
3549         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3550         unsigned long nr_to_reclaim = val;
3551         unsigned long total = 0;
3552         int loop;
3553
3554         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
3555                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_to_reclaim,
3556                                                 GFP_KERNEL, true);
3557
3558                 /*
3559                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
3560                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
3561                  * If more than nr_to_reclaim pages were already reclaimed,
3562                  * finish force reclaim.
3563                  */
3564                 if (loop && (!total || total > nr_to_reclaim))
3565                         break;
3566         }
3567
3568         pr_info("%s: [Mem_reclaim] Loop: %d - Total_reclaimed: %lu - nr_to_reclaim: %lu\n",
3569                 __func__, loop, total, nr_to_reclaim);
3570
3571         return total;
3572 }
3573 #endif
3574
3575 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3576                                      struct cftype *cft)
3577 {
3578         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3579 }
3580
3581 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3582                                       struct cftype *cft, u64 val)
3583 {
3584         int retval = 0;
3585         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3586         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3587
3588         if (memcg->use_hierarchy == val)
3589                 return 0;
3590
3591         /*
3592          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3593          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3594          * occur, provided the current cgroup has no children.
3595          *
3596          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3597          * set if there are no children.
3598          */
3599         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3600                                 (val == 1 || val == 0)) {
3601                 if (!memcg_has_children(memcg))
3602                         memcg->use_hierarchy = val;
3603                 else
3604                         retval = -EBUSY;
3605         } else
3606                 retval = -EINVAL;
3607
3608         return retval;
3609 }
3610
3611 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3612 {
3613         unsigned long val;
3614
3615         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3616                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3617                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3618                 if (swap)
3619                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3620         } else {
3621                 if (!swap)
3622                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3623                 else
3624                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3625         }
3626         return val;
3627 }
3628
3629 enum {
3630         RES_USAGE,
3631         RES_LIMIT,
3632         RES_MAX_USAGE,
3633         RES_FAILCNT,
3634         RES_SOFT_LIMIT,
3635 };
3636
3637 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3638                                struct cftype *cft)
3639 {
3640         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3641         struct page_counter *counter;
3642
3643         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3644         case _MEM:
3645                 counter = &memcg->memory;
3646                 break;
3647         case _MEMSWAP:
3648                 counter = &memcg->memsw;
3649                 break;
3650         case _KMEM:
3651                 counter = &memcg->kmem;
3652                 break;
3653         case _TCP:
3654                 counter = &memcg->tcpmem;
3655                 break;
3656         default:
3657                 BUG();
3658         }
3659
3660         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3661         case RES_USAGE:
3662                 if (counter == &memcg->memory)
3663                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3664                 if (counter == &memcg->memsw)
3665                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3666                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3667         case RES_LIMIT:
3668                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3669         case RES_MAX_USAGE:
3670                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3671         case RES_FAILCNT:
3672                 return counter->failcnt;
3673         case RES_SOFT_LIMIT:
3674                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3675         default:
3676                 BUG();
3677         }
3678 }
3679
3680 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3681 {
3682         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3683         struct mem_cgroup *mi;
3684         int node, cpu, i;
3685
3686         for_each_online_cpu(cpu)
3687                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3688                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3689
3690         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3691                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3692                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3693
3694         for_each_node(node) {
3695                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3696                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3697
3698                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3699                         stat[i] = 0;
3700
3701                 for_each_online_cpu(cpu)
3702                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3703                                 stat[i] += per_cpu(
3704                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3705
3706                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3707                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3708                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3709         }
3710 }
3711
3712 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3713 {
3714         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3715         struct mem_cgroup *mi;
3716         int cpu, i;
3717
3718         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3719                 events[i] = 0;
3720
3721         for_each_online_cpu(cpu)
3722                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3723                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3724                                              cpu);
3725
3726         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3727                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3728                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3729 }
3730
3731 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3732 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3733 {
3734         struct obj_cgroup *objcg;
3735         int memcg_id;
3736
3737         if (cgroup_memory_nokmem)
3738                 return 0;
3739
3740         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3741         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3742
3743         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3744         if (memcg_id < 0)
3745                 return memcg_id;
3746
3747         objcg = obj_cgroup_alloc();
3748         if (!objcg) {
3749                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3750                 return -ENOMEM;
3751         }
3752         objcg->memcg = memcg;
3753         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3754
3755         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3756
3757         /*
3758          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3759          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3760          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3761          * patched.
3762          */
3763         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3764         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3765
3766         return 0;
3767 }
3768
3769 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3770 {
3771         struct cgroup_subsys_state *css;
3772         struct mem_cgroup *parent, *child;
3773         int kmemcg_id;
3774
3775         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3776                 return;
3777
3778         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3779
3780         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3781         if (!parent)
3782                 parent = root_mem_cgroup;
3783
3784         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3785
3786         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3787         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3788
3789         /*
3790          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3791          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3792          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3793          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3794          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3795          * memcg_drain_all_list_lrus().
3796          */
3797         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3798         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3799                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3800                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3801                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3802                 if (!memcg->use_hierarchy)
3803                         break;
3804         }
3805         rcu_read_unlock();
3806
3807         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3808
3809         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3810 }
3811
3812 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3813 {
3814         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3815         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3816                 memcg_offline_kmem(memcg);
3817 }
3818 #else
3819 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3820 {
3821         return 0;
3822 }
3823 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3824 {
3825 }
3826 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3827 {
3828 }
3829 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3830
3831 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3832                                  unsigned long max)
3833 {
3834         int ret;
3835
3836         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3837         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3838         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3839         return ret;
3840 }
3841
3842 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3843 {
3844         int ret;
3845
3846         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3847
3848         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3849         if (ret)
3850                 goto out;
3851
3852         if (!memcg->tcpmem_active) {
3853                 /*
3854                  * The active flag needs to be written after the static_key
3855                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3856                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3857                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3858                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3859                  *
3860                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3861                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3862                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3863                  * yet, we'll lose accounting.
3864                  *
3865                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3866                  * because when this value change, the code to process it is not
3867                  * patched in yet.
3868                  */
3869                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3870                 memcg->tcpmem_active = true;
3871         }
3872 out:
3873         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3874         return ret;
3875 }
3876
3877 /*
3878  * The user of this function is...
3879  * RES_LIMIT.
3880  */
3881 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3882                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3883 {
3884         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3885         unsigned long nr_pages;
3886         int ret;
3887
3888         buf = strstrip(buf);
3889         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3890         if (ret)
3891                 return ret;
3892
3893         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3894         case RES_LIMIT:
3895                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3896                         ret = -EINVAL;
3897                         break;
3898                 }
3899                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3900                 case _MEM:
3901                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3902                         break;
3903                 case _MEMSWAP:
3904                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3905                         break;
3906                 case _KMEM:
3907                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3908                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3909                                      "depend on this functionality.\n");
3910                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3911                         break;
3912                 case _TCP:
3913                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3914                         break;
3915                 }
3916                 break;
3917         case RES_SOFT_LIMIT:
3918                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3919                 ret = 0;
3920                 break;
3921         }
3922         return ret ?: nbytes;
3923 }
3924
3925 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3926                                 size_t nbytes, loff_t off)
3927 {
3928         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3929         struct page_counter *counter;
3930
3931         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3932         case _MEM:
3933                 counter = &memcg->memory;
3934                 break;
3935         case _MEMSWAP:
3936                 counter = &memcg->memsw;
3937                 break;
3938         case _KMEM:
3939                 counter = &memcg->kmem;
3940                 break;
3941         case _TCP:
3942                 counter = &memcg->tcpmem;
3943                 break;
3944         default:
3945                 BUG();
3946         }
3947
3948         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3949         case RES_MAX_USAGE:
3950                 page_counter_reset_watermark(counter);
3951                 break;
3952         case RES_FAILCNT:
3953                 counter->failcnt = 0;
3954                 break;
3955         default:
3956                 BUG();
3957         }
3958
3959         return nbytes;
3960 }
3961
3962 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3963                                         struct cftype *cft)
3964 {
3965         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3966 }
3967
3968 #ifdef CONFIG_MMU
3969 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3970                                         struct cftype *cft, u64 val)
3971 {
3972         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3973
3974         if (val & ~MOVE_MASK)
3975                 return -EINVAL;
3976
3977         /*
3978          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3979          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3980          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3981          * affect task migrations starting after the change.
3982          */
3983         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3984         return 0;
3985 }
3986 #else
3987 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3988                                         struct cftype *cft, u64 val)
3989 {
3990         return -ENOSYS;
3991 }
3992 #endif
3993
3994 #ifdef CONFIG_NUMA
3995
3996 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3997 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3998 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3999
4000 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4001                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4002 {
4003         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4004         unsigned long nr = 0;
4005         enum lru_list lru;
4006
4007         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4008
4009         for_each_lru(lru) {
4010                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4011                         continue;
4012                 if (tree)
4013                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4014                 else
4015                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4016         }
4017         return nr;
4018 }
4019
4020 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4021                                              unsigned int lru_mask,
4022                                              bool tree)
4023 {
4024         unsigned long nr = 0;
4025         enum lru_list lru;
4026
4027         for_each_lru(lru) {
4028                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4029                         continue;
4030                 if (tree)
4031                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4032                 else
4033                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4034         }
4035         return nr;
4036 }
4037
4038 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4039 {
4040         struct numa_stat {
4041                 const char *name;
4042                 unsigned int lru_mask;
4043         };
4044
4045         static const struct numa_stat stats[] = {
4046                 { "total", LRU_ALL },
4047                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4048                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4049                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4050         };
4051         const struct numa_stat *stat;
4052         int nid;
4053         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4054
4055         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4056                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4057                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4058                                                    false));
4059                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4060                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4061                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4062                                                         stat->lru_mask, false));
4063                 seq_putc(m, '\n');
4064         }
4065
4066         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4067
4068                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4069                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4070                                                    true));
4071                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4072                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4073                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4074                                                         stat->lru_mask, true));
4075                 seq_putc(m, '\n');
4076         }
4077
4078         return 0;
4079 }
4080 #endif /* CONFIG_NUMA */
4081
4082 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4083         NR_FILE_PAGES,
4084         NR_ANON_MAPPED,
4085 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4086         NR_ANON_THPS,
4087 #endif
4088         NR_SHMEM,
4089         NR_FILE_MAPPED,
4090         NR_FILE_DIRTY,
4091         NR_WRITEBACK,
4092         MEMCG_SWAP,
4093 };
4094
4095 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4096         "cache",
4097         "rss",
4098 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4099         "rss_huge",
4100 #endif
4101         "shmem",
4102         "mapped_file",
4103         "dirty",
4104         "writeback",
4105         "swap",
4106 };
4107
4108 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4109 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4110         PGPGIN,
4111         PGPGOUT,
4112         PGFAULT,
4113         PGMAJFAULT,
4114 };
4115
4116 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4117 {
4118         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4119         unsigned long memory, memsw;
4120         struct mem_cgroup *mi;
4121         unsigned int i;
4122
4123         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4124
4125         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4126                 unsigned long nr;
4127
4128                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4129                         continue;
4130                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4131 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4132                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4133                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4134 #endif
4135                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4136         }
4137
4138         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4139                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4140                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4141
4142         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4143                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4144                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4145                            PAGE_SIZE);
4146
4147         /* Hierarchical information */
4148         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4149         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4150                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4151                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4152         }
4153         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4154                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4155         if (do_memsw_account())
4156                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4157                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4158
4159         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4160                 unsigned long nr;
4161
4162                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4163                         continue;
4164                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4165 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4166                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4167                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4168 #endif
4169                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4170                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4171         }
4172
4173         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4174                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4175                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4176                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4177
4178         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4179                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4180                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4181                            PAGE_SIZE);
4182
4183 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4184         {
4185                 pg_data_t *pgdat;
4186                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4187                 unsigned long anon_cost = 0;
4188                 unsigned long file_cost = 0;
4189
4190                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4191                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4192
4193                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4194                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4195                 }
4196                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4197                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4198         }
4199 #endif
4200
4201         return 0;
4202 }
4203
4204 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4205                                       struct cftype *cft)
4206 {
4207         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4208
4209         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4210 }
4211
4212 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4213                                        struct cftype *cft, u64 val)
4214 {
4215         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4216
4217         if (val > 100)
4218                 return -EINVAL;
4219
4220         if (css->parent)
4221                 memcg->swappiness = val;
4222         else
4223                 vm_swappiness = val;
4224
4225         return 0;
4226 }
4227
4228 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4229 {
4230         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4231         unsigned long usage;
4232         int i;
4233
4234         rcu_read_lock();
4235         if (!swap)
4236                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4237         else
4238                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4239
4240         if (!t)
4241                 goto unlock;
4242
4243         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4244
4245         /*
4246          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4247          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4248          * call of __mem_cgroup_threshold().
4249          */
4250         i = t->current_threshold;
4251
4252         /*
4253          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4254          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4255          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4256          * only one element of the array here.
4257          */
4258         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4259                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4260
4261         /* i = current_threshold + 1 */
4262         i++;
4263
4264         /*
4265          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4266          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4267          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4268          * only one element of the array here.
4269          */
4270         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4271                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4272
4273         /* Update current_threshold */
4274         t->current_threshold = i - 1;
4275 unlock:
4276         rcu_read_unlock();
4277 }
4278
4279 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4280 {
4281         while (memcg) {
4282                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4283                 if (do_memsw_account())
4284                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4285
4286                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4287         }
4288 }
4289
4290 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4291 {
4292         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4293         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4294
4295         if (_a->threshold > _b->threshold)
4296                 return 1;
4297
4298         if (_a->threshold < _b->threshold)
4299                 return -1;
4300
4301         return 0;
4302 }
4303
4304 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4305 {
4306         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4307
4308         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4309
4310         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4311                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4312
4313         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4314         return 0;
4315 }
4316
4317 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4318 {
4319         struct mem_cgroup *iter;
4320
4321         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4322                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4323 }
4324
4325 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4326         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4327 {
4328         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4329         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4330         unsigned long threshold;
4331         unsigned long usage;
4332         int i, size, ret;
4333
4334         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4335         if (ret)
4336                 return ret;
4337
4338         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4339
4340         if (type == _MEM) {
4341                 thresholds = &memcg->thresholds;
4342                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4343         } else if (type == _MEMSWAP) {
4344                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4345                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4346         } else
4347                 BUG();
4348
4349         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4350         if (thresholds->primary)
4351                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4352
4353         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4354
4355         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4356         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4357         if (!new) {
4358                 ret = -ENOMEM;
4359                 goto unlock;
4360         }
4361         new->size = size;
4362
4363         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4364         if (thresholds->primary)
4365                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4366                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4367
4368         /* Add new threshold */
4369         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4370         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4371
4372         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4373         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4374                         compare_thresholds, NULL);
4375
4376         /* Find current threshold */
4377         new->current_threshold = -1;
4378         for (i = 0; i < size; i++) {
4379                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4380                         /*
4381                          * new->current_threshold will not be used until
4382                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4383                          * it here.
4384                          */
4385                         ++new->current_threshold;
4386                 } else
4387                         break;
4388         }
4389
4390         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4391         kfree(thresholds->spare);
4392         thresholds->spare = thresholds->primary;
4393
4394         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4395
4396         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4397         synchronize_rcu();
4398
4399 unlock:
4400         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4401
4402         return ret;
4403 }
4404
4405 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4406         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4407 {
4408         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4409 }
4410
4411 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4412         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4413 {
4414         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4415 }
4416
4417 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4418         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4419 {
4420         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4421         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4422         unsigned long usage;
4423         int i, j, size, entries;
4424
4425         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4426
4427         if (type == _MEM) {
4428                 thresholds = &memcg->thresholds;
4429                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4430         } else if (type == _MEMSWAP) {
4431                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4432                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4433         } else
4434                 BUG();
4435
4436         if (!thresholds->primary)
4437                 goto unlock;
4438
4439         /* Check if a threshold crossed before removing */
4440         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4441
4442         /* Calculate new number of threshold */
4443         size = entries = 0;
4444         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4445                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4446                         size++;
4447                 else
4448                         entries++;
4449         }
4450
4451         new = thresholds->spare;
4452
4453         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4454         if (!entries)
4455                 goto unlock;
4456
4457         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4458         if (!size) {
4459                 kfree(new);
4460                 new = NULL;
4461                 goto swap_buffers;
4462         }
4463
4464         new->size = size;
4465
4466         /* Copy thresholds and find current threshold */
4467         new->current_threshold = -1;
4468         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4469                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4470                         continue;
4471
4472                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4473                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4474                         /*
4475                          * new->current_threshold will not be used
4476                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4477                          * it here.
4478                          */
4479                         ++new->current_threshold;
4480                 }
4481                 j++;
4482         }
4483
4484 swap_buffers:
4485         /* Swap primary and spare array */
4486         thresholds->spare = thresholds->primary;
4487
4488         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4489
4490         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4491         synchronize_rcu();
4492
4493         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4494         if (!new) {
4495                 kfree(thresholds->spare);
4496                 thresholds->spare = NULL;
4497         }
4498 unlock:
4499         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4500 }
4501
4502 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4503         struct eventfd_ctx *eventfd)
4504 {
4505         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4506 }
4507
4508 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4509         struct eventfd_ctx *eventfd)
4510 {
4511         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4512 }
4513
4514 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4515         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4516 {
4517         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4518
4519         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4520         if (!event)
4521                 return -ENOMEM;
4522
4523         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4524
4525         event->eventfd = eventfd;
4526         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4527
4528         /* already in OOM ? */
4529         if (memcg->under_oom)
4530                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4531         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4532
4533         return 0;
4534 }
4535
4536 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4537         struct eventfd_ctx *eventfd)
4538 {
4539         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4540
4541         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4542
4543         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4544                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4545                         list_del(&ev->list);
4546                         kfree(ev);
4547                 }
4548         }
4549
4550         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4551 }
4552
4553 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4554 {
4555         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4556
4557         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4558         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4559         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4560                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4561         return 0;
4562 }
4563
4564 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4565         struct cftype *cft, u64 val)
4566 {
4567         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4568
4569         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4570         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4571                 return -EINVAL;
4572
4573         memcg->oom_kill_disable = val;
4574         if (!val)
4575                 memcg_oom_recover(memcg);
4576
4577         return 0;
4578 }
4579
4580 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4581
4582 #include <trace/events/writeback.h>
4583
4584 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4585 {
4586         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4587 }
4588
4589 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4590 {
4591         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4592 }
4593
4594 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4595 {
4596         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4597 }
4598
4599 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4600 {
4601         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4602
4603         if (!memcg->css.parent)
4604                 return NULL;
4605
4606         return &memcg->cgwb_domain;
4607 }
4608
4609 /*
4610  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4611  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4612  */
4613 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4614 {
4615         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4616         int cpu;
4617
4618         for_each_online_cpu(cpu)
4619                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4620         if (x < 0)
4621                 x = 0;
4622         return x;
4623 }
4624
4625 /**
4626  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4627  * @wb: bdi_writeback in question
4628  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4629  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4630  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4631  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4632  *
4633  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4634  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4635  * is a bit more involved.
4636  *
4637  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4638  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4639  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4640  * available memory in the system.  The caller should further cap
4641  * *@pheadroom accordingly.
4642  */
4643 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4644                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4645                          unsigned long *pwriteback)
4646 {
4647         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4648         struct mem_cgroup *parent;
4649
4650         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4651
4652         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4653         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4654                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4655         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4656
4657         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4658                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4659                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4660                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4661
4662                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4663                 memcg = parent;
4664         }
4665 }
4666
4667 /*
4668  * Foreign dirty flushing
4669  *
4670  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4671  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4672  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4673  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4674  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4675  * different cgroups isn't a common use-case.
4676  *
4677  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4678  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4679  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4680  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4681  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4682  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4683  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4684  * make writeback of the dirty pages happen.
4685  *
4686  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4687  * severely throttled after making some progress after each
4688  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4689  * completely idle.
4690  *
4691  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4692  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4693  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4694  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4695  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4696  *
4697  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4698  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4699  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4700  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4701  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4702  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4703  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4704  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4705  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4706  *
4707  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4708  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4709  * records are lockless and racy.
4710  */
4711 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4712                                              struct bdi_writeback *wb)
4713 {
4714         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4715         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4716         u64 now = get_jiffies_64();
4717         u64 oldest_at = now;
4718         int oldest = -1;
4719         int i;
4720
4721         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4722
4723         /*
4724          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4725          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4726          * written out.
4727          */
4728         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4729                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4730                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4731                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4732                         break;
4733                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4734                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4735                         oldest = i;
4736                         oldest_at = frn->at;
4737                 }
4738         }
4739
4740         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4741                 /*
4742                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4743                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4744                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4745                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4746                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4747                  */
4748                 unsigned long update_intv =
4749                         min_t(unsigned long, HZ,
4750                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4751
4752                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4753                         frn->at = now;
4754         } else if (oldest >= 0) {
4755                 /* replace the oldest free one */
4756                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4757                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4758                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4759                 frn->at = now;
4760         }
4761 }
4762
4763 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4764 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4765 {
4766         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4767         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4768         u64 now = jiffies_64;
4769         int i;
4770
4771         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4772                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4773
4774                 /*
4775                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4776                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4777                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4778                  * already one in flight.
4779                  */
4780                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4781                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4782                         frn->at = 0;
4783                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4784                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4785                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4786                                                &frn->done);
4787                 }
4788         }
4789 }
4790
4791 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4792
4793 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4794 {
4795         return 0;
4796 }
4797
4798 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4799 {
4800 }
4801
4802 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4803 {
4804 }
4805
4806 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4807
4808 /*
4809  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4810  *
4811  * "cgroup.event_control" implementation.
4812  *
4813  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4814  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4815  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4816  *
4817  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4818  * possible.
4819  */
4820
4821 /*
4822  * Unregister event and free resources.
4823  *
4824  * Gets called from workqueue.
4825  */
4826 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4827 {
4828         struct mem_cgroup_event *event =
4829                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4830         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4831
4832         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4833
4834         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4835
4836         /* Notify userspace the event is going away. */
4837         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4838
4839         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4840         kfree(event);
4841         css_put(&memcg->css);
4842 }
4843
4844 /*
4845  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4846  *
4847  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4848  */
4849 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4850                             int sync, void *key)
4851 {
4852         struct mem_cgroup_event *event =
4853                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4854         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4855         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4856
4857         if (flags & EPOLLHUP) {
4858                 /*
4859                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4860                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4861                  * for us.
4862                  *
4863                  * We can't race against event freeing since the other
4864                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4865                  * which we hold.
4866                  */
4867                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4868                 if (!list_empty(&event->list)) {
4869                         list_del_init(&event->list);
4870                         /*
4871                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4872                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4873                          */
4874                         schedule_work(&event->remove);
4875                 }
4876                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4877         }
4878
4879         return 0;
4880 }
4881
4882 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4883                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4884 {
4885         struct mem_cgroup_event *event =
4886                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4887
4888         event->wqh = wqh;
4889         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4890 }
4891
4892 /*
4893  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4894  *
4895  * Parse input and register new cgroup event handler.
4896  *
4897  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4898  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4899  */
4900 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4901                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4902 {
4903         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4904         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4905         struct mem_cgroup_event *event;
4906         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4907         unsigned int efd, cfd;
4908         struct fd efile;
4909         struct fd cfile;
4910         const char *name;
4911         char *endp;
4912         int ret;
4913
4914         buf = strstrip(buf);
4915
4916         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4917         if (*endp != ' ')
4918                 return -EINVAL;
4919         buf = endp + 1;
4920
4921         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4922         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4923                 return -EINVAL;
4924         buf = endp + 1;
4925
4926         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4927         if (!event)
4928                 return -ENOMEM;
4929
4930         event->memcg = memcg;
4931         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4932         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4933         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4934         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4935
4936         efile = fdget(efd);
4937         if (!efile.file) {
4938                 ret = -EBADF;
4939                 goto out_kfree;
4940         }
4941
4942         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4943         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4944                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4945                 goto out_put_efile;
4946         }
4947
4948         cfile = fdget(cfd);
4949         if (!cfile.file) {
4950                 ret = -EBADF;
4951                 goto out_put_eventfd;
4952         }
4953
4954         /* the process need read permission on control file */
4955         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4956         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4957         if (ret < 0)
4958                 goto out_put_cfile;
4959
4960         /*
4961          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4962          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4963          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4964          * is for compatibility anyway.
4965          *
4966          * DO NOT ADD NEW FILES.
4967          */
4968         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4969
4970         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4971                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4972                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4973         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4974                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4975                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4976         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4977                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4978                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4979         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4980                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4981                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4982         } else {
4983                 ret = -EINVAL;
4984                 goto out_put_cfile;
4985         }
4986
4987         /*
4988          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4989          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4990          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4991          */
4992         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4993                                                &memory_cgrp_subsys);
4994         ret = -EINVAL;
4995         if (IS_ERR(cfile_css))
4996                 goto out_put_cfile;
4997         if (cfile_css != css) {
4998                 css_put(cfile_css);
4999                 goto out_put_cfile;
5000         }
5001
5002         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5003         if (ret)
5004                 goto out_put_css;
5005
5006         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5007
5008         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5009         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5010         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5011
5012         fdput(cfile);
5013         fdput(efile);
5014
5015         return nbytes;
5016
5017 out_put_css:
5018         css_put(css);
5019 out_put_cfile:
5020         fdput(cfile);
5021 out_put_eventfd:
5022         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5023 out_put_efile:
5024         fdput(efile);
5025 out_kfree:
5026         kfree(event);
5027
5028         return ret;
5029 }
5030
5031 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5032         {
5033                 .name = "usage_in_bytes",
5034                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5036         },
5037         {
5038                 .name = "max_usage_in_bytes",
5039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5040                 .write = mem_cgroup_reset,
5041                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5042         },
5043         {
5044                 .name = "limit_in_bytes",
5045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5046                 .write = mem_cgroup_write,
5047                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5048         },
5049         {
5050                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5051                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5052                 .write = mem_cgroup_write,
5053                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5054         },
5055         {
5056                 .name = "failcnt",
5057                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5058                 .write = mem_cgroup_reset,
5059                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5060         },
5061         {
5062                 .name = "stat",
5063                 .seq_show = memcg_stat_show,
5064         },
5065         {
5066                 .name = "force_empty",
5067                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5068         },
5069         {
5070                 .name = "use_hierarchy",
5071                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5072                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5073         },
5074         {
5075                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5076                 .write = memcg_write_event_control,
5077                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5078         },
5079         {
5080                 .name = "swappiness",
5081                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5082                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5083         },
5084         {
5085                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5086                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5087                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5088         },
5089         {
5090                 .name = "oom_control",
5091                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5092                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5093                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5094         },
5095         {
5096                 .name = "pressure_level",
5097         },
5098 #ifdef CONFIG_NUMA
5099         {
5100                 .name = "numa_stat",
5101                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5102         },
5103 #endif
5104         {
5105                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5107                 .write = mem_cgroup_write,
5108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5109         },
5110         {
5111                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5112                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5114         },
5115         {
5116                 .name = "kmem.failcnt",
5117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5118                 .write = mem_cgroup_reset,
5119                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5120         },
5121         {
5122                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5123                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5124                 .write = mem_cgroup_reset,
5125                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5126         },
5127 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5128         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5129         {
5130                 .name = "kmem.slabinfo",
5131                 .seq_show = memcg_slab_show,
5132         },
5133 #endif
5134         {
5135                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5136                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5137                 .write = mem_cgroup_write,
5138                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5139         },
5140         {
5141                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5142                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5143                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5144         },
5145         {
5146                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5147                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5148                 .write = mem_cgroup_reset,
5149                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5150         },
5151         {
5152                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5153                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5154                 .write = mem_cgroup_reset,
5155                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5156         },
5157         { },    /* terminate */
5158 };
5159
5160 /*
5161  * Private memory cgroup IDR
5162  *
5163  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5164  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5165  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5166  * memory-controlled cgroups to 64k.
5167  *
5168  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5169  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5170  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5171  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5172  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5173  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5174  *
5175  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5176  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5177  * when the CSS is offlined.
5178  *
5179  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5180  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5181  * those references are manageable from userspace.
5182  */
5183
5184 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5185
5186 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5187 {
5188         if (memcg->id.id > 0) {
5189                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5190                 memcg->id.id = 0;
5191         }
5192 }
5193
5194 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5195                                                   unsigned int n)
5196 {
5197         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5198 }
5199
5200 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5201 {
5202         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5203                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5204
5205                 /* Memcg ID pins CSS */
5206                 css_put(&memcg->css);
5207         }
5208 }
5209
5210 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5211 {
5212         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5213 }
5214
5215 /**
5216  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5217  * @id: the memcg id to look up
5218  *
5219  * Caller must hold rcu_read_lock().
5220  */
5221 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5222 {
5223         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5224         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5225 }
5226
5227 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5228 {
5229         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5230         int tmp = node;
5231         /*
5232          * This routine is called against possible nodes.
5233          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5234          *
5235          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5236          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5237          *       function.
5238          */
5239         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5240                 tmp = -1;
5241         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5242         if (!pn)
5243                 return 1;
5244
5245         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5246                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5247         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5248                 kfree(pn);
5249                 return 1;
5250         }
5251
5252         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5253                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5254         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5255                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5256                 kfree(pn);
5257                 return 1;
5258         }
5259
5260         lruvec_init(&pn->lruvec);
5261         pn->usage_in_excess = 0;
5262         pn->on_tree = false;
5263         pn->memcg = memcg;
5264
5265         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5266         return 0;
5267 }
5268
5269 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5270 {
5271         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5272
5273         if (!pn)
5274                 return;
5275
5276         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5277         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5278         kfree(pn);
5279 }
5280
5281 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5282 {
5283         int node;
5284
5285         for_each_node(node)
5286                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5287         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5288         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5289         kfree(memcg);
5290 }
5291
5292 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5293 {
5294         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5295         /*
5296          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5297          * on parent's and all ancestor levels.
5298          */
5299         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5300         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5301         __mem_cgroup_free(memcg);
5302 }
5303
5304 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5305 {
5306         struct mem_cgroup *memcg;
5307         unsigned int size;
5308         int node;
5309         int __maybe_unused i;
5310         long error = -ENOMEM;
5311
5312         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5313         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5314
5315         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5316         if (!memcg)
5317                 return ERR_PTR(error);
5318
5319         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5320                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5321                                  GFP_KERNEL);
5322         if (memcg->id.id < 0) {
5323                 error = memcg->id.id;
5324                 goto fail;
5325         }
5326
5327         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5328                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5329         if (!memcg->vmstats_local)
5330                 goto fail;
5331
5332         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5333                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5334         if (!memcg->vmstats_percpu)
5335                 goto fail;
5336
5337         for_each_node(node)
5338                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5339                         goto fail;
5340
5341         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5342                 goto fail;
5343
5344         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5345         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5346         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5347         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5348         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5349         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5350         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5351         memcg->socket_pressure = jiffies;
5352 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5353         memcg->kmemcg_id = -1;
5354         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5355 #endif
5356 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5357         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5358         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5359                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5360                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5361 #endif
5362 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5363         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5364         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5365         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5366 #endif
5367         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5368         return memcg;
5369 fail:
5370         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5371         __mem_cgroup_free(memcg);
5372         return ERR_PTR(error);
5373 }
5374
5375 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5376 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5377 {
5378         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5379         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5380         long error = -ENOMEM;
5381
5382         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5383         memcg = mem_cgroup_alloc();
5384         set_active_memcg(old_memcg);
5385         if (IS_ERR(memcg))
5386                 return ERR_CAST(memcg);
5387
5388         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5389         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5390         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5391         if (parent) {
5392                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5393                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5394         }
5395         if (!parent) {
5396                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5397                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5398                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5399                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5400         } else if (parent->use_hierarchy) {
5401                 memcg->use_hierarchy = true;
5402                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5403                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5404                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5405                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5406         } else {
5407                 page_counter_init(&memcg->memory, &root_mem_cgroup->memory);
5408                 page_counter_init(&memcg->swap, &root_mem_cgroup->swap);
5409                 page_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5410                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &root_mem_cgroup->tcpmem);
5411                 /*
5412                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5413                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5414                  * unfortunate state in our controller.
5415                  */
5416                 if (parent != root_mem_cgroup)
5417                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5418         }
5419
5420         /* The following stuff does not apply to the root */
5421         if (!parent) {
5422                 root_mem_cgroup = memcg;
5423                 return &memcg->css;
5424         }
5425
5426         error = memcg_online_kmem(memcg);
5427         if (error)
5428                 goto fail;
5429
5430         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5431                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5432
5433         return &memcg->css;
5434 fail:
5435         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5436         mem_cgroup_free(memcg);
5437         return ERR_PTR(error);
5438 }
5439
5440 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5441 {
5442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5443
5444         /*
5445          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5446          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5447          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5448          */
5449         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5450                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5451                 return -ENOMEM;
5452         }
5453
5454         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5455         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5456         css_get(css);
5457         return 0;
5458 }
5459
5460 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5461 {
5462         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5463         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5464
5465         /*
5466          * Unregister events and notify userspace.
5467          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5468          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5469          */
5470         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5471         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5472                 list_del_init(&event->list);
5473                 schedule_work(&event->remove);
5474         }
5475         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5476
5477         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5478         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5479
5480         memcg_offline_kmem(memcg);
5481         wb_memcg_offline(memcg);
5482
5483         drain_all_stock(memcg);
5484
5485         mem_cgroup_id_put(memcg);
5486 }
5487
5488 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5489 {
5490         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5491
5492         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5493 }
5494
5495 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5496 {
5497         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5498         int __maybe_unused i;
5499
5500 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5501         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5502                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5503 #endif
5504         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5505                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5506
5507         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5508                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5509
5510         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5511         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5512         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5513         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5514         memcg_free_kmem(memcg);
5515         mem_cgroup_free(memcg);
5516 }
5517
5518 /**
5519  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5520  * @css: the target css
5521  *
5522  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5523  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5524  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5525  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5526  * made visible again.
5527  *
5528  * The current implementation only resets the essential configurations.
5529  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5530  */
5531 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5532 {
5533         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5534
5535         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5536         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5537         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5538         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5539         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5540         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5541         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5542         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5543         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5544         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5545 }
5546
5547 #ifdef CONFIG_MMU
5548 /* Handlers for move charge at task migration. */
5549 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5550 {
5551         int ret;
5552
5553         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5554         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5555         if (!ret) {
5556                 mc.precharge += count;
5557                 return ret;
5558         }
5559
5560         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5561         while (count--) {
5562                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5563                 if (ret)
5564                         return ret;
5565                 mc.precharge++;
5566                 cond_resched();
5567         }
5568         return 0;
5569 }
5570
5571 union mc_target {
5572         struct page     *page;
5573         swp_entry_t     ent;
5574 };
5575
5576 enum mc_target_type {
5577         MC_TARGET_NONE = 0,
5578         MC_TARGET_PAGE,
5579         MC_TARGET_SWAP,
5580         MC_TARGET_DEVICE,
5581 };
5582
5583 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5584                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5585 {
5586         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5587
5588         if (!page || !page_mapped(page))
5589                 return NULL;
5590         if (PageAnon(page)) {
5591                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5592                         return NULL;
5593         } else {
5594                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5595                         return NULL;
5596         }
5597         if (!get_page_unless_zero(page))
5598                 return NULL;
5599
5600         return page;
5601 }
5602
5603 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5604 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5605                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5606 {
5607         struct page *page = NULL;
5608         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5609
5610         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5611                 return NULL;
5612
5613         /*
5614          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5615          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5616          * as special swap entry in the CPU page table.
5617          */
5618         if (is_device_private_entry(ent)) {
5619                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5620                 /*
5621                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5622                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5623                  */
5624                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5625                         return NULL;
5626                 return page;
5627         }
5628
5629         if (non_swap_entry(ent))
5630                 return NULL;
5631
5632         /*
5633          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5634          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5635          */
5636         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5637         entry->val = ent.val;
5638
5639         return page;
5640 }
5641 #else
5642 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5643                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5644 {
5645         return NULL;
5646 }
5647 #endif
5648
5649 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5650                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5651 {
5652         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5653                 return NULL;
5654         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5655                 return NULL;
5656
5657         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5658         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5659         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5660                         linear_page_index(vma, addr));
5661 }
5662
5663 /**
5664  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5665  * @page: the page
5666  * @compound: charge the page as compound or small page
5667  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5668  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5669  *
5670  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5671  *
5672  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5673  * from old cgroup.
5674  */
5675 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5676                                    bool compound,
5677                                    struct mem_cgroup *from,
5678                                    struct mem_cgroup *to)
5679 {
5680         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5681         struct pglist_data *pgdat;
5682         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5683         int ret;
5684
5685         VM_BUG_ON(from == to);
5686         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5687         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5688
5689         /*
5690          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5691          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5692          */
5693         ret = -EBUSY;
5694         if (!trylock_page(page))
5695                 goto out;
5696
5697         ret = -EINVAL;
5698         if (page->mem_cgroup != from)
5699                 goto out_unlock;
5700
5701         pgdat = page_pgdat(page);
5702         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5703         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5704
5705         lock_page_memcg(page);
5706
5707         if (PageAnon(page)) {
5708                 if (page_mapped(page)) {
5709                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5710                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5711                         if (PageTransHuge(page)) {
5712                                 __dec_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS);
5713                                 __inc_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS);
5714                         }
5715
5716                 }
5717         } else {
5718                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5719                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5720
5721                 if (PageSwapBacked(page)) {
5722                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5723                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5724                 }
5725
5726                 if (page_mapped(page)) {
5727                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5728                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5729                 }
5730
5731                 if (PageDirty(page)) {
5732                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5733
5734                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5735                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5736                                                    -nr_pages);
5737                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5738                                                    nr_pages);
5739                         }
5740                 }
5741         }
5742
5743         if (PageWriteback(page)) {
5744                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5745                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5746         }
5747
5748         /*
5749          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5750          *
5751          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5752          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5753          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5754          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5755          *
5756          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5757          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5758          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5759          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5760          */
5761         smp_mb();
5762
5763         css_get(&to->css);
5764         css_put(&from->css);
5765
5766         page->mem_cgroup = to;
5767
5768         __unlock_page_memcg(from);
5769
5770         ret = 0;
5771
5772         local_lock_irq(&event_lock.l);
5773         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5774         memcg_check_events(to, page);
5775         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5776         memcg_check_events(from, page);
5777         local_unlock_irq(&event_lock.l);
5778 out_unlock:
5779         unlock_page(page);
5780 out:
5781         return ret;
5782 }
5783
5784 /**
5785  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5786  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5787  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5788  * @ptent: the pte to be checked
5789  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5790  *
5791  * Returns
5792  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5793  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5794  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5795  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5796  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5797  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5798  *     in target->ent.
5799  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5800  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5801  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5802  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5803  *     regular page.
5804  *
5805  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5806  *
5807  * Called with pte lock held.
5808  */
5809
5810 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5811                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5812 {
5813         struct page *page = NULL;
5814         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5815         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5816
5817         if (pte_present(ptent))
5818                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5819         else if (is_swap_pte(ptent))
5820                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5821         else if (pte_none(ptent))
5822                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5823
5824         if (!page && !ent.val)
5825                 return ret;
5826         if (page) {
5827                 /*
5828                  * Do only loose check w/o serialization.
5829                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5830                  * not under LRU exclusion.
5831                  */
5832                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5833                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5834                         if (is_device_private_page(page))
5835                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5836                         if (target)
5837                                 target->page = page;
5838                 }
5839                 if (!ret || !target)
5840                         put_page(page);
5841         }
5842         /*
5843          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5844          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5845          */
5846         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5847             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5848                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5849                 if (target)
5850                         target->ent = ent;
5851         }
5852         return ret;
5853 }
5854
5855 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5856 /*
5857  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5858  * not support them for now.
5859  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5860  */
5861 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5862                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5863 {
5864         struct page *page = NULL;
5865         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5866
5867         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5868                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5869                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5870                 return ret;
5871         }
5872         page = pmd_page(pmd);
5873         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5874         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5875                 return ret;
5876         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5877                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5878                 if (target) {
5879                         get_page(page);
5880                         target->page = page;
5881                 }
5882         }
5883         return ret;
5884 }
5885 #else
5886 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5887                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5888 {
5889         return MC_TARGET_NONE;
5890 }
5891 #endif
5892
5893 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5894                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5895                                         struct mm_walk *walk)
5896 {
5897         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5898         pte_t *pte;
5899         spinlock_t *ptl;
5900
5901         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5902         if (ptl) {
5903                 /*
5904                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5905                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5906                  * this might change.
5907                  */
5908                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5909                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5910                 spin_unlock(ptl);
5911                 return 0;
5912         }
5913
5914         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5915                 return 0;
5916         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5917         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5918                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5919                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5920         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5921         cond_resched();
5922
5923         return 0;
5924 }
5925
5926 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5927         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5928 };
5929
5930 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5931 {
5932         unsigned long precharge;
5933
5934         mmap_read_lock(mm);
5935         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5936         mmap_read_unlock(mm);
5937
5938         precharge = mc.precharge;
5939         mc.precharge = 0;
5940
5941         return precharge;
5942 }
5943
5944 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5945 {
5946         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5947
5948         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5949         mc.moving_task = current;
5950         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5951 }
5952
5953 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5954 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5955 {
5956         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5957         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5958
5959         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5960         if (mc.precharge) {
5961                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5962                 mc.precharge = 0;
5963         }
5964         /*
5965          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5966          * we must uncharge here.
5967          */
5968         if (mc.moved_charge) {
5969                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5970                 mc.moved_charge = 0;
5971         }
5972         /* we must fixup refcnts and charges */
5973         if (mc.moved_swap) {
5974                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5975                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5976                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5977
5978                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5979
5980                 /*
5981                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5982                  * should uncharge to->memory.
5983                  */
5984                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5985                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5986
5987                 mc.moved_swap = 0;
5988         }
5989         memcg_oom_recover(from);
5990         memcg_oom_recover(to);
5991         wake_up_all(&mc.waitq);
5992 }
5993
5994 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5995 {
5996         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5997
5998         /*
5999          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6000          * task migration.
6001          */
6002         mc.moving_task = NULL;
6003         __mem_cgroup_clear_mc();
6004         spin_lock(&mc.lock);
6005         mc.from = NULL;
6006         mc.to = NULL;
6007         mc.mm = NULL;
6008         spin_unlock(&mc.lock);
6009
6010         mmput(mm);
6011 }
6012
6013 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6014 {
6015         struct cgroup_subsys_state *css;
6016         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6017         struct mem_cgroup *from;
6018         struct task_struct *leader, *p;
6019         struct mm_struct *mm;
6020         unsigned long move_flags;
6021         int ret = 0;
6022
6023         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6024         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6025                 return 0;
6026
6027         /*
6028          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6029          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6030          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6031          * multiple.
6032          */
6033         p = NULL;
6034         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6035                 WARN_ON_ONCE(p);
6036                 p = leader;
6037                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6038         }
6039         if (!p)
6040                 return 0;
6041
6042         /*
6043          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6044          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6045          * So we need to save it, and keep it going.
6046          */
6047         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6048         if (!move_flags)
6049                 return 0;
6050
6051         from = mem_cgroup_from_task(p);
6052
6053         VM_BUG_ON(from == memcg);
6054
6055         mm = get_task_mm(p);
6056         if (!mm)
6057                 return 0;
6058         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6059         if (mm->owner == p) {
6060                 VM_BUG_ON(mc.from);
6061                 VM_BUG_ON(mc.to);
6062                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6063                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6064                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6065
6066                 spin_lock(&mc.lock);
6067                 mc.mm = mm;
6068                 mc.from = from;
6069                 mc.to = memcg;
6070                 mc.flags = move_flags;
6071                 spin_unlock(&mc.lock);
6072                 /* We set mc.moving_task later */
6073
6074                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6075                 if (ret)
6076                         mem_cgroup_clear_mc();
6077         } else {
6078                 mmput(mm);
6079         }
6080         return ret;
6081 }
6082
6083 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6084 {
6085         if (mc.to)
6086                 mem_cgroup_clear_mc();
6087 }
6088
6089 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6090                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6091                                 struct mm_walk *walk)
6092 {
6093         int ret = 0;
6094         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6095         pte_t *pte;
6096         spinlock_t *ptl;
6097         enum mc_target_type target_type;
6098         union mc_target target;
6099         struct page *page;
6100
6101         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6102         if (ptl) {
6103                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6104                         spin_unlock(ptl);
6105                         return 0;
6106                 }
6107                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6108                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6109                         page = target.page;
6110                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6111                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6112                                                              mc.from, mc.to)) {
6113                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6114                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6115                                 }
6116                                 putback_lru_page(page);
6117                         }
6118                         put_page(page);
6119                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6120                         page = target.page;
6121                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6122                                                      mc.from, mc.to)) {
6123                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6124                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6125                         }
6126                         put_page(page);
6127                 }
6128                 spin_unlock(ptl);
6129                 return 0;
6130         }
6131
6132         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6133                 return 0;
6134 retry:
6135         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6136         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6137                 pte_t ptent = *(pte++);
6138                 bool device = false;
6139                 swp_entry_t ent;
6140
6141                 if (!mc.precharge)
6142                         break;
6143
6144                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6145                 case MC_TARGET_DEVICE:
6146                         device = true;
6147                         fallthrough;
6148                 case MC_TARGET_PAGE:
6149                         page = target.page;
6150                         /*
6151                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6152                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6153                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6154                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6155                          */
6156                         if (PageTransCompound(page))
6157                                 goto put;
6158                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6159                                 goto put;
6160                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6161                                                 mc.from, mc.to)) {
6162                                 mc.precharge--;
6163                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6164                                 mc.moved_charge++;
6165                         }
6166                         if (!device)
6167                                 putback_lru_page(page);
6168 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6169                         put_page(page);
6170                         break;
6171                 case MC_TARGET_SWAP:
6172                         ent = target.ent;
6173                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6174                                 mc.precharge--;
6175                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6176                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6177                                 mc.moved_swap++;
6178                         }
6179                         break;
6180                 default:
6181                         break;
6182                 }
6183         }
6184         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6185         cond_resched();
6186
6187         if (addr != end) {
6188                 /*
6189                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6190                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6191                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6192                  * phase.
6193                  */
6194                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6195                 if (!ret)
6196                         goto retry;
6197         }
6198
6199         return ret;
6200 }
6201
6202 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6203         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6204 };
6205
6206 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6207 {
6208         lru_add_drain_all();
6209         /*
6210          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6211          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6212          * for already started RCU-only updates to finish.
6213          */
6214         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6215         synchronize_rcu();
6216 retry:
6217         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6218                 /*
6219                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6220                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6221                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6222                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6223                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6224                  */
6225                 __mem_cgroup_clear_mc();
6226                 cond_resched();
6227                 goto retry;
6228         }
6229         /*
6230          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6231          * additional charge, the page walk just aborts.
6232          */
6233         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6234                         NULL);
6235
6236         mmap_read_unlock(mc.mm);
6237         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6238 }
6239
6240 static void mem_cgroup_move_task(void)
6241 {
6242         if (mc.to) {
6243                 mem_cgroup_move_charge();
6244                 mem_cgroup_clear_mc();
6245         }
6246 }
6247 #else   /* !CONFIG_MMU */
6248 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6249 {
6250         return 0;
6251 }
6252 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6253 {
6254 }
6255 static void mem_cgroup_move_task(void)
6256 {
6257 }
6258 #endif
6259
6260 /*
6261  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6262  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6263  * attempt.
6264  */
6265 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6266 {
6267         /*
6268          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6269          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6270          * on for the root memcg is enough.
6271          */
6272         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6273                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6274         else
6275                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6276 }
6277
6278 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6279 {
6280         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6281                 seq_puts(m, "max\n");
6282         else
6283                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6284
6285         return 0;
6286 }
6287
6288 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6289                                struct cftype *cft)
6290 {
6291         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6292
6293         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6294 }
6295
6296 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6297 {
6298         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6299                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6300 }
6301
6302 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6303                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6304 {
6305         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6306         unsigned long min;
6307         int err;
6308
6309         buf = strstrip(buf);
6310         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6311         if (err)
6312                 return err;
6313
6314         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6315
6316         return nbytes;
6317 }
6318
6319 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6320 {
6321         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6322                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6323 }
6324
6325 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6326                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6327 {
6328         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6329         unsigned long low;
6330         int err;
6331
6332         buf = strstrip(buf);
6333         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6334         if (err)
6335                 return err;
6336
6337         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6338
6339         return nbytes;
6340 }
6341
6342 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6343 {
6344         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6345                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6346 }
6347
6348 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6349                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6350 {
6351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6352         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6353         bool drained = false;
6354         unsigned long high;
6355         int err;
6356
6357         buf = strstrip(buf);
6358         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6359         if (err)
6360                 return err;
6361
6362         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6363
6364         for (;;) {
6365                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6366                 unsigned long reclaimed;
6367
6368                 if (nr_pages <= high)
6369                         break;
6370
6371                 if (signal_pending(current))
6372                         break;
6373
6374                 if (!drained) {
6375                         drain_all_stock(memcg);
6376                         drained = true;
6377                         continue;
6378                 }
6379
6380                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6381                                                          GFP_KERNEL, true);
6382
6383                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6384                         break;
6385         }
6386
6387         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6388         return nbytes;
6389 }
6390
6391 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6392 {
6393         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6394                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6395 }
6396
6397 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6398                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6399 {
6400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6401         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6402         bool drained = false;
6403         unsigned long max;
6404         int err;
6405
6406         buf = strstrip(buf);
6407         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6408         if (err)
6409                 return err;
6410
6411         xchg(&memcg->memory.max, max);
6412
6413         for (;;) {
6414                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6415
6416                 if (nr_pages <= max)
6417                         break;
6418
6419                 if (signal_pending(current))
6420                         break;
6421
6422                 if (!drained) {
6423                         drain_all_stock(memcg);
6424                         drained = true;
6425                         continue;
6426                 }
6427
6428                 if (nr_reclaims) {
6429                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6430                                                           GFP_KERNEL, true))
6431                                 nr_reclaims--;
6432                         continue;
6433                 }
6434
6435                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6436                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6437                         break;
6438         }
6439
6440         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6441         return nbytes;
6442 }
6443
6444 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6445 {
6446         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6447         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6448         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6449         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6450         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6451                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6452 }
6453
6454 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6455 {
6456         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6457
6458         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6459         return 0;
6460 }
6461
6462 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6463 {
6464         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6465
6466         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6467         return 0;
6468 }
6469
6470 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6471 {
6472         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6473         char *buf;
6474
6475         buf = memory_stat_format(memcg);
6476         if (!buf)
6477                 return -ENOMEM;
6478         seq_puts(m, buf);
6479         kfree(buf);
6480         return 0;
6481 }
6482
6483 #ifdef CONFIG_NUMA
6484 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6485 {
6486         int i;
6487         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6488
6489         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6490                 int nid;
6491
6492                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6493                         continue;
6494
6495                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6496                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6497                         u64 size;
6498                         struct lruvec *lruvec;
6499
6500                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6501                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6502                         size *= memory_stats[i].ratio;
6503                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6504                 }
6505                 seq_putc(m, '\n');
6506         }
6507
6508         return 0;
6509 }
6510 #endif
6511
6512 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6513 {
6514         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6515
6516         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6517
6518         return 0;
6519 }
6520
6521 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6522                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6523 {
6524         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6525         int ret, oom_group;
6526
6527         buf = strstrip(buf);
6528         if (!buf)
6529                 return -EINVAL;
6530
6531         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6532         if (ret)
6533                 return ret;
6534
6535         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6536                 return -EINVAL;
6537
6538         memcg->oom_group = oom_group;
6539
6540         return nbytes;
6541 }
6542
6543 static struct cftype memory_files[] = {
6544         {
6545                 .name = "current",
6546                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6547                 .read_u64 = memory_current_read,
6548         },
6549         {
6550                 .name = "min",
6551                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6552                 .seq_show = memory_min_show,
6553                 .write = memory_min_write,
6554         },
6555         {
6556                 .name = "low",
6557                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6558                 .seq_show = memory_low_show,
6559                 .write = memory_low_write,
6560         },
6561         {
6562                 .name = "high",
6563                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6564                 .seq_show = memory_high_show,
6565                 .write = memory_high_write,
6566         },
6567         {
6568                 .name = "max",
6569                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6570                 .seq_show = memory_max_show,
6571                 .write = memory_max_write,
6572         },
6573         {
6574                 .name = "events",
6575                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6576                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6577                 .seq_show = memory_events_show,
6578         },
6579         {
6580                 .name = "events.local",
6581                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6582                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6583                 .seq_show = memory_events_local_show,
6584         },
6585         {
6586                 .name = "stat",
6587                 .seq_show = memory_stat_show,
6588         },
6589 #ifdef CONFIG_NUMA
6590         {
6591                 .name = "numa_stat",
6592                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6593         },
6594 #endif
6595         {
6596                 .name = "oom.group",
6597                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6598                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6599                 .write = memory_oom_group_write,
6600         },
6601         { }     /* terminate */
6602 };
6603
6604 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6605         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6606         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6607         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6608         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6609         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6610         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6611         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6612         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6613         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6614         .bind = mem_cgroup_bind,
6615         .dfl_cftypes = memory_files,
6616         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6617         .early_init = 0,
6618 };
6619
6620 /*
6621  * This function calculates an individual cgroup's effective
6622  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6623  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6624  * distribution in the tree.
6625  *
6626  * The following rules apply to the effective protection values:
6627  *
6628  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6629  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6630  *
6631  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6632  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6633  *    parent's effective protection.
6634  *
6635  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6636  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6637  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6638  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6639  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6640  *
6641  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6642  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6643  *    the unused remainder is available to its siblings.
6644  *
6645  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6646  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6647  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6648  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6649  *
6650  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6651  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6652  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6653  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6654  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6655  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6656  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6657  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6658  *
6659  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6660  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6661  * neighboring subtrees.
6662  */
6663 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6664                                           unsigned long parent_usage,
6665                                           unsigned long setting,
6666                                           unsigned long parent_effective,
6667                                           unsigned long siblings_protected)
6668 {
6669         unsigned long protected;
6670         unsigned long ep;
6671
6672         protected = min(usage, setting);
6673         /*
6674          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6675          * protection then what the parent affords them, distribute
6676          * shares in proportion to utilization.
6677          *
6678          * We are using actual utilization rather than the statically
6679          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6680          * but unused protection is available to siblings that would
6681          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6682          */
6683         if (siblings_protected > parent_effective)
6684                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6685
6686         /*
6687          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6688          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6689          * and utilizes is effectively protected.
6690          *
6691          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6692          * will apply pressure in proportion to that amount.
6693          *
6694          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6695          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6696          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6697          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6698          * protection is always dependent on how memory is actually
6699          * consumed among the siblings anyway.
6700          */
6701         ep = protected;
6702
6703         /*
6704          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6705          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6706          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6707          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6708          * other compete freely over the allowance, but they are
6709          * collectively protected from neighboring trees.
6710          *
6711          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6712          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6713          * the same bytes twice.
6714          *
6715          * Check both usage and parent_usage against the respective
6716          * protected values. One should imply the other, but they
6717          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6718          */
6719         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6720                 return ep;
6721         if (parent_effective > siblings_protected &&
6722             parent_usage > siblings_protected &&
6723             usage > protected) {
6724                 unsigned long unclaimed;
6725
6726                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6727                 unclaimed *= usage - protected;
6728                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6729
6730                 ep += unclaimed;
6731         }
6732
6733         return ep;
6734 }
6735
6736 /**
6737  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6738  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6739  * @memcg: the memory cgroup to check
6740  *
6741  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6742  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6743  */
6744 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6745                                      struct mem_cgroup *memcg)
6746 {
6747         unsigned long usage, parent_usage;
6748         struct mem_cgroup *parent;
6749
6750         if (mem_cgroup_disabled())
6751                 return;
6752
6753         if (!root)
6754                 root = root_mem_cgroup;
6755
6756         /*
6757          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6758          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6759          * details.
6760          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6761          * that special casing.
6762          */
6763         if (memcg == root)
6764                 return;
6765
6766         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6767         if (!usage)
6768                 return;
6769
6770         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6771         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6772         if (!parent)
6773                 return;
6774
6775         if (parent == root) {
6776                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6777                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6778                 return;
6779         }
6780
6781         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6782
6783         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6784                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6785                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6786                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6787
6788         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6789                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6790                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6791                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6792 }
6793
6794 /**
6795  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6796  * @page: page to charge
6797  * @mm: mm context of the victim
6798  * @gfp_mask: reclaim mode
6799  *
6800  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6801  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6802  *
6803  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6804  */
6805 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6806 {
6807         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6808         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6809         int ret = 0;
6810
6811         if (mem_cgroup_disabled())
6812                 goto out;
6813
6814         if (PageSwapCache(page)) {
6815                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6816                 unsigned short id;
6817
6818                 /*
6819                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6820                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6821                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6822                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6823                  * in turn serializes uncharging.
6824                  */
6825                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6826                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6827                         goto out;
6828
6829                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6830                 rcu_read_lock();
6831                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6832                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6833                         memcg = NULL;
6834                 rcu_read_unlock();
6835         }
6836
6837         if (!memcg)
6838                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6839
6840         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6841         if (ret)
6842                 goto out_put;
6843
6844         css_get(&memcg->css);
6845         commit_charge(page, memcg);
6846
6847         local_lock_irq(&event_lock.l);
6848         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6849         memcg_check_events(memcg, page);
6850         local_unlock_irq(&event_lock.l);
6851
6852         /*
6853          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6854          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6855          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6856          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6857          * the entire time.
6858          *
6859          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6860          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6861          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6862          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6863          */
6864         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6865                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6866                 /*
6867                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6868                  * let's not wait for it.  The page already received a
6869                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6870                  */
6871                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6872         }
6873
6874 out_put:
6875         css_put(&memcg->css);
6876 out:
6877         return ret;
6878 }
6879
6880 struct uncharge_gather {
6881         struct mem_cgroup *memcg;
6882         unsigned long nr_pages;
6883         unsigned long pgpgout;
6884         unsigned long nr_kmem;
6885         struct page *dummy_page;
6886 };
6887
6888 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6889 {
6890         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6891 }
6892
6893 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6894 {
6895         unsigned long flags;
6896
6897         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6898                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6899                 if (do_memsw_account())
6900                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6901                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6902                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6903                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6904         }
6905
6906         local_lock_irqsave(&event_lock.l, flags);
6907         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6908         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6909         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6910         local_unlock_irqrestore(&event_lock.l, flags);
6911
6912         /* drop reference from uncharge_page */
6913         css_put(&ug->memcg->css);
6914 }
6915
6916 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6917 {
6918         unsigned long nr_pages;
6919
6920         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6921
6922         if (!page->mem_cgroup)
6923                 return;
6924
6925         /*
6926          * Nobody should be changing or seriously looking at
6927          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6928          * exclusive access to the page.
6929          */
6930
6931         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6932                 if (ug->memcg) {
6933                         uncharge_batch(ug);
6934                         uncharge_gather_clear(ug);
6935                 }
6936                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6937
6938                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6939                 css_get(&ug->memcg->css);
6940         }
6941
6942         nr_pages = compound_nr(page);
6943         ug->nr_pages += nr_pages;
6944
6945         if (!PageKmemcg(page)) {
6946                 ug->pgpgout++;
6947         } else {
6948                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6949                 __ClearPageKmemcg(page);
6950         }
6951
6952         ug->dummy_page = page;
6953         page->mem_cgroup = NULL;
6954         css_put(&ug->memcg->css);
6955 }
6956
6957 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6958 {
6959         struct uncharge_gather ug;
6960         struct list_head *next;
6961
6962         uncharge_gather_clear(&ug);
6963
6964         /*
6965          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6966          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6967          */
6968         next = page_list->next;
6969         do {
6970                 struct page *page;
6971
6972                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6973                 next = page->lru.next;
6974
6975                 uncharge_page(page, &ug);
6976         } while (next != page_list);
6977
6978         if (ug.memcg)
6979                 uncharge_batch(&ug);
6980 }
6981
6982 /**
6983  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6984  * @page: page to uncharge
6985  *
6986  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6987  */
6988 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6989 {
6990         struct uncharge_gather ug;
6991
6992         if (mem_cgroup_disabled())
6993                 return;
6994
6995         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6996         if (!page->mem_cgroup)
6997                 return;
6998
6999         uncharge_gather_clear(&ug);
7000         uncharge_page(page, &ug);
7001         uncharge_batch(&ug);
7002 }
7003
7004 /**
7005  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
7006  * @page_list: list of pages to uncharge
7007  *
7008  * Uncharge a list of pages previously charged with
7009  * mem_cgroup_charge().
7010  */
7011 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
7012 {
7013         if (mem_cgroup_disabled())
7014                 return;
7015
7016         if (!list_empty(page_list))
7017                 uncharge_list(page_list);
7018 }
7019
7020 /**
7021  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
7022  * @oldpage: currently circulating page
7023  * @newpage: replacement page
7024  *
7025  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
7026  * be uncharged upon free.
7027  *
7028  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
7029  */
7030 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
7031 {
7032         struct mem_cgroup *memcg;
7033         unsigned int nr_pages;
7034         unsigned long flags;
7035
7036         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
7037         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
7038         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
7039         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
7040                        newpage);
7041
7042         if (mem_cgroup_disabled())
7043                 return;
7044
7045         /* Page cache replacement: new page already charged? */
7046         if (newpage->mem_cgroup)
7047                 return;
7048
7049         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
7050         memcg = oldpage->mem_cgroup;
7051         if (!memcg)
7052                 return;
7053
7054         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7055         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7056
7057         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7058         if (do_memsw_account())
7059                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7060
7061         css_get(&memcg->css);
7062         commit_charge(newpage, memcg);
7063
7064         local_lock_irqsave(&event_lock.l, flags);
7065         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7066         memcg_check_events(memcg, newpage);
7067         local_unlock_irqrestore(&event_lock.l, flags);
7068 }
7069
7070 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7071 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7072
7073 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7074 {
7075         struct mem_cgroup *memcg;
7076
7077         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7078                 return;
7079
7080         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7081         if (in_interrupt())
7082                 return;
7083
7084         rcu_read_lock();
7085         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7086         if (memcg == root_mem_cgroup)
7087                 goto out;
7088         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7089                 goto out;
7090         if (css_tryget(&memcg->css))
7091                 sk->sk_memcg = memcg;
7092 out:
7093         rcu_read_unlock();
7094 }
7095
7096 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7097 {
7098         if (sk->sk_memcg)
7099                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7100 }
7101
7102 /**
7103  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7104  * @memcg: memcg to charge
7105  * @nr_pages: number of pages to charge
7106  *
7107  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7108  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7109  */
7110 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7111 {
7112         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7113
7114         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7115                 struct page_counter *fail;
7116
7117                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7118                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7119                         return true;
7120                 }
7121                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7122                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7123                 return false;
7124         }
7125
7126         /* Don't block in the packet receive path */
7127         if (in_softirq())
7128                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7129
7130         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7131
7132         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7133                 return true;
7134
7135         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7136         return false;
7137 }
7138
7139 /**
7140  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7141  * @memcg: memcg to uncharge
7142  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7143  */
7144 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7145 {
7146         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7147                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7148                 return;
7149         }
7150
7151         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7152
7153         refill_stock(memcg, nr_pages);
7154 }
7155
7156 static int __init cgroup_memory(char *s)
7157 {
7158         char *token;
7159
7160         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7161                 if (!*token)
7162                         continue;
7163                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7164                         cgroup_memory_nosocket = true;
7165                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7166                         cgroup_memory_nokmem = true;
7167         }
7168         return 0;
7169 }
7170 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7171
7172 /*
7173  * subsys_initcall() for memory controller.
7174  *
7175  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7176  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7177  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7178  * should be initialized from here.
7179  */
7180 static int __init mem_cgroup_init(void)
7181 {
7182         int cpu, node;
7183
7184         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7185                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7186
7187         for_each_possible_cpu(cpu) {
7188                 struct memcg_stock_pcp *stock;
7189
7190                 stock = per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu);
7191                 INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
7192                 local_lock_init(&stock->lock);
7193         }
7194
7195         for_each_node(node) {
7196                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7197
7198                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7199                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7200
7201                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7202                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7203                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7204                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7205         }
7206
7207         return 0;
7208 }
7209 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7210
7211 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7212 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7213 {
7214         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7215                 /*
7216                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7217                  * always be >= 1.
7218                  */
7219                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7220                         VM_BUG_ON(1);
7221                         break;
7222                 }
7223                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7224                 if (!memcg)
7225                         memcg = root_mem_cgroup;
7226         }
7227         return memcg;
7228 }
7229
7230 /**
7231  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7232  * @page: page whose memsw charge to transfer
7233  * @entry: swap entry to move the charge to
7234  *
7235  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7236  */
7237 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7238 {
7239         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7240         unsigned int nr_entries;
7241         unsigned short oldid;
7242         unsigned long flags;
7243
7244         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7245         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7246
7247         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7248                 return;
7249
7250         memcg = page->mem_cgroup;
7251
7252         /* Readahead page, never charged */
7253         if (!memcg)
7254                 return;
7255
7256         /*
7257          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7258          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7259          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7260          */
7261         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7262         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7263         /* Get references for the tail pages, too */
7264         if (nr_entries > 1)
7265                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7266         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7267                                    nr_entries);
7268         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7269         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7270
7271         page->mem_cgroup = NULL;
7272
7273         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7274                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7275
7276         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7277                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7278                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7279                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7280         }
7281
7282         /*
7283          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7284          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7285          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7286          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7287          */
7288         local_lock_irqsave(&event_lock.l, flags);
7289 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
7290         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7291 #endif
7292         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7293         memcg_check_events(memcg, page);
7294         local_unlock_irqrestore(&event_lock.l, flags);
7295
7296         css_put(&memcg->css);
7297 }
7298
7299 /**
7300  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7301  * @page: page being added to swap
7302  * @entry: swap entry to charge
7303  *
7304  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7305  *
7306  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7307  */
7308 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7309 {
7310         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7311         struct page_counter *counter;
7312         struct mem_cgroup *memcg;
7313         unsigned short oldid;
7314
7315         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7316                 return 0;
7317
7318         memcg = page->mem_cgroup;
7319
7320         /* Readahead page, never charged */
7321         if (!memcg)
7322                 return 0;
7323
7324         if (!entry.val) {
7325                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7326                 return 0;
7327         }
7328
7329         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7330
7331         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7332             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7333                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7334                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7335                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7336                 return -ENOMEM;
7337         }
7338
7339         /* Get references for the tail pages, too */
7340         if (nr_pages > 1)
7341                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7342         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7343         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7344         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7345
7346         return 0;
7347 }
7348
7349 /**
7350  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7351  * @entry: swap entry to uncharge
7352  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7353  */
7354 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7355 {
7356         struct mem_cgroup *memcg;
7357         unsigned short id;
7358
7359         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7360         rcu_read_lock();
7361         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7362         if (memcg) {
7363                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7364                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7365                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7366                         else
7367                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7368                 }
7369                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7370                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7371         }
7372         rcu_read_unlock();
7373 }
7374
7375 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7376 {
7377         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7378
7379         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7380                 return nr_swap_pages;
7381         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7382                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7383                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7384                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7385         return nr_swap_pages;
7386 }
7387
7388 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7389 {
7390         struct mem_cgroup *memcg;
7391
7392         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7393
7394         if (vm_swap_full())
7395                 return true;
7396         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7397                 return false;
7398
7399         memcg = page->mem_cgroup;
7400         if (!memcg)
7401                 return false;
7402
7403         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7404                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7405
7406                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7407                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7408                         return true;
7409         }
7410
7411         return false;
7412 }
7413
7414 static int __init setup_swap_account(char *s)
7415 {
7416         if (!strcmp(s, "1"))
7417                 cgroup_memory_noswap = 0;
7418         else if (!strcmp(s, "0"))
7419                 cgroup_memory_noswap = 1;
7420         return 1;
7421 }
7422 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7423
7424 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7425                              struct cftype *cft)
7426 {
7427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7428
7429         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7430 }
7431
7432 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7433 {
7434         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7435                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7436 }
7437
7438 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7439                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7440 {
7441         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7442         unsigned long high;
7443         int err;
7444
7445         buf = strstrip(buf);
7446         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7447         if (err)
7448                 return err;
7449
7450         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7451
7452         return nbytes;
7453 }
7454
7455 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7456 {
7457         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7458                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7459 }
7460
7461 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7462                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7463 {
7464         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7465         unsigned long max;
7466         int err;
7467
7468         buf = strstrip(buf);
7469         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7470         if (err)
7471                 return err;
7472
7473         xchg(&memcg->swap.max, max);
7474
7475         return nbytes;
7476 }
7477
7478 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7479 {
7480         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7481
7482         seq_printf(m, "high %lu\n",
7483                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7484         seq_printf(m, "max %lu\n",
7485                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7486         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7487                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7488
7489         return 0;
7490 }
7491
7492 static struct cftype swap_files[] = {
7493         {
7494                 .name = "swap.current",
7495                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7496                 .read_u64 = swap_current_read,
7497         },
7498         {
7499                 .name = "swap.high",
7500                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7501                 .seq_show = swap_high_show,
7502                 .write = swap_high_write,
7503         },
7504         {
7505                 .name = "swap.max",
7506                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7507                 .seq_show = swap_max_show,
7508                 .write = swap_max_write,
7509         },
7510         {
7511                 .name = "swap.events",
7512                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7513                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7514                 .seq_show = swap_events_show,
7515         },
7516         { }     /* terminate */
7517 };
7518
7519 static struct cftype memsw_files[] = {
7520         {
7521                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7522                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7523                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7524         },
7525         {
7526                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7527                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7528                 .write = mem_cgroup_reset,
7529                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7530         },
7531         {
7532                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7533                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7534                 .write = mem_cgroup_write,
7535                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7536         },
7537         {
7538                 .name = "memsw.failcnt",
7539                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7540                 .write = mem_cgroup_reset,
7541                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7542         },
7543         {
7544                 .name = "force_reclaim",
7545                 .write_u64 = mem_cgroup_force_reclaim,
7546         },
7547         { },    /* terminate */
7548 };
7549
7550 /*
7551  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7552  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7553  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7554  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7555  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7556  */
7557 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7558 {
7559         /* No memory control -> no swap control */
7560         if (mem_cgroup_disabled())
7561                 cgroup_memory_noswap = true;
7562
7563         if (cgroup_memory_noswap)
7564                 return 0;
7565
7566         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7567         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7568
7569         return 0;
7570 }
7571 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7572
7573 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */