mm/z3fold: fix potential memory leak in z3fold_destroy_pool()
[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
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
77 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
78
79 /* Socket memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nosocket;
81
82 /* Kernel memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nokmem;
84
85 /* Whether the swap controller is active */
86 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
87 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
88 #else
89 #define cgroup_memory_noswap            1
90 #endif
91
92 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
93 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
94 #endif
95
96 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
97 static bool do_memsw_account(void)
98 {
99         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
100 }
101
102 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
103 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
104
105 /*
106  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
107  * their hierarchy representation
108  */
109
110 struct mem_cgroup_tree_per_node {
111         struct rb_root rb_root;
112         struct rb_node *rb_rightmost;
113         spinlock_t lock;
114 };
115
116 struct mem_cgroup_tree {
117         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
118 };
119
120 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
121
122 /* for OOM */
123 struct mem_cgroup_eventfd_list {
124         struct list_head list;
125         struct eventfd_ctx *eventfd;
126 };
127
128 /*
129  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
130  */
131 struct mem_cgroup_event {
132         /*
133          * memcg which the event belongs to.
134          */
135         struct mem_cgroup *memcg;
136         /*
137          * eventfd to signal userspace about the event.
138          */
139         struct eventfd_ctx *eventfd;
140         /*
141          * Each of these stored in a list by the cgroup.
142          */
143         struct list_head list;
144         /*
145          * register_event() callback will be used to add new userspace
146          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
147          * on eventfd to send notification to userspace.
148          */
149         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
150                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
151         /*
152          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
153          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
154          * if you want provide notification functionality.
155          */
156         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
157                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
158         /*
159          * All fields below needed to unregister event when
160          * userspace closes eventfd.
161          */
162         poll_table pt;
163         wait_queue_head_t *wqh;
164         wait_queue_entry_t wait;
165         struct work_struct remove;
166 };
167
168 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
169 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
170
171 /* Stuffs for move charges at task migration. */
172 /*
173  * Types of charges to be moved.
174  */
175 #define MOVE_ANON       0x1U
176 #define MOVE_FILE       0x2U
177 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
178
179 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
180 static struct move_charge_struct {
181         spinlock_t        lock; /* for from, to */
182         struct mm_struct  *mm;
183         struct mem_cgroup *from;
184         struct mem_cgroup *to;
185         unsigned long flags;
186         unsigned long precharge;
187         unsigned long moved_charge;
188         unsigned long moved_swap;
189         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
190         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
191 } mc = {
192         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
193         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
194 };
195
196 /*
197  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
198  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
199  */
200 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
201 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
202
203 /* for encoding cft->private value on file */
204 enum res_type {
205         _MEM,
206         _MEMSWAP,
207         _OOM_TYPE,
208         _KMEM,
209         _TCP,
210 };
211
212 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
213 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
214 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
215 /* Used for OOM nofiier */
216 #define OOM_CONTROL             (0)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool should_force_charge(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
253 extern spinlock_t css_set_lock;
254
255 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
256 {
257         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
258         struct mem_cgroup *memcg;
259         unsigned int nr_bytes;
260         unsigned int nr_pages;
261         unsigned long flags;
262
263         /*
264          * At this point all allocated objects are freed, and
265          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
266          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
267          *
268          * The following sequence can lead to it:
269          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
270          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
271          *          PAGE_SIZE bytes are charged
272          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
273          *          the stock if flushed,
274          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
275          * 5) CPU0: we do release this object,
276          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
277          * 6) CPU0: stock is flushed,
278          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
279          *
280          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
281          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
282          */
283         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
284         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
285         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
286
287         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
288         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
289         if (nr_pages)
290                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
291         list_del(&objcg->list);
292         mem_cgroup_put(memcg);
293         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
294
295         percpu_ref_exit(ref);
296         kfree_rcu(objcg, rcu);
297 }
298
299 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
300 {
301         struct obj_cgroup *objcg;
302         int ret;
303
304         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
305         if (!objcg)
306                 return NULL;
307
308         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
309                               GFP_KERNEL);
310         if (ret) {
311                 kfree(objcg);
312                 return NULL;
313         }
314         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
315         return objcg;
316 }
317
318 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
319                                   struct mem_cgroup *parent)
320 {
321         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
322
323         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
324
325         spin_lock_irq(&css_set_lock);
326
327         /* Move active objcg to the parent's list */
328         xchg(&objcg->memcg, parent);
329         css_get(&parent->css);
330         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
331
332         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
333         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
334                 css_get(&parent->css);
335                 xchg(&iter->memcg, parent);
336                 css_put(&memcg->css);
337         }
338         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
339
340         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
341
342         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
343 }
344
345 /*
346  * This will be used as a shrinker list's index.
347  * The main reason for not using cgroup id for this:
348  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
349  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
350  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
351  *  200 entry array for that.
352  *
353  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
354  * will double each time we have to increase it.
355  */
356 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
357 int memcg_nr_cache_ids;
358
359 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
360 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
361
362 void memcg_get_cache_ids(void)
363 {
364         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
365 }
366
367 void memcg_put_cache_ids(void)
368 {
369         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 /*
373  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
374  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
375  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
376  * tunable, but that is strictly not necessary.
377  *
378  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
379  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
380  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
381  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
382  * increase ours as well if it increases.
383  */
384 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
385 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
386
387 /*
388  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
389  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
390  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
391  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
392  */
393 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
394 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
395 #endif
396
397 static int memcg_shrinker_map_size;
398 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
399
400 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
401 {
402         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
403 }
404
405 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
406                                          int size, int old_size)
407 {
408         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
409         int nid;
410
411         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
412
413         for_each_node(nid) {
414                 old = rcu_dereference_protected(
415                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
416                 /* Not yet online memcg */
417                 if (!old)
418                         return 0;
419
420                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
421                 if (!new)
422                         return -ENOMEM;
423
424                 /* Set all old bits, clear all new bits */
425                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
426                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
427
428                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
429                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
430         }
431
432         return 0;
433 }
434
435 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         struct mem_cgroup_per_node *pn;
438         struct memcg_shrinker_map *map;
439         int nid;
440
441         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
442                 return;
443
444         for_each_node(nid) {
445                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
446                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
447                 if (map)
448                         kvfree(map);
449                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
450         }
451 }
452
453 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
454 {
455         struct memcg_shrinker_map *map;
456         int nid, size, ret = 0;
457
458         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
459                 return 0;
460
461         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
462         size = memcg_shrinker_map_size;
463         for_each_node(nid) {
464                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
465                 if (!map) {
466                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
467                         ret = -ENOMEM;
468                         break;
469                 }
470                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
471         }
472         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
473
474         return ret;
475 }
476
477 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
478 {
479         int size, old_size, ret = 0;
480         struct mem_cgroup *memcg;
481
482         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
483         old_size = memcg_shrinker_map_size;
484         if (size <= old_size)
485                 return 0;
486
487         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
488         if (!root_mem_cgroup)
489                 goto unlock;
490
491         for_each_mem_cgroup(memcg) {
492                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
493                         continue;
494                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
495                 if (ret) {
496                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
497                         goto unlock;
498                 }
499         }
500 unlock:
501         if (!ret)
502                 memcg_shrinker_map_size = size;
503         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
504         return ret;
505 }
506
507 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
508 {
509         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
510                 struct memcg_shrinker_map *map;
511
512                 rcu_read_lock();
513                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
514                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
515                 smp_mb__before_atomic();
516                 set_bit(shrinker_id, map->map);
517                 rcu_read_unlock();
518         }
519 }
520
521 /**
522  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
523  * @page: page of interest
524  *
525  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
526  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
527  * until it is released.
528  *
529  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
530  * is returned.
531  */
532 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
533 {
534         struct mem_cgroup *memcg;
535
536         memcg = page->mem_cgroup;
537
538         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
539                 memcg = root_mem_cgroup;
540
541         return &memcg->css;
542 }
543
544 /**
545  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
546  * @page: the page
547  *
548  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
549  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
550  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
551  *
552  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
553  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
554  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
555  * do not care (such as procfs interfaces).
556  */
557 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
558 {
559         struct mem_cgroup *memcg;
560         unsigned long ino = 0;
561
562         rcu_read_lock();
563         memcg = page->mem_cgroup;
564
565         /*
566          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
567          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
568          * In this case the page is shared and doesn't belong
569          * to any specific memory cgroup.
570          */
571         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
572                 memcg = NULL;
573
574         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
575                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
576         if (memcg)
577                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
578         rcu_read_unlock();
579         return ino;
580 }
581
582 static struct mem_cgroup_per_node *
583 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
584 {
585         int nid = page_to_nid(page);
586
587         return memcg->nodeinfo[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_node(int nid)
592 {
593         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
594 }
595
596 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
597 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
598 {
599         int nid = page_to_nid(page);
600
601         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
602 }
603
604 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
605                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
606                                          unsigned long new_usage_in_excess)
607 {
608         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
609         struct rb_node *parent = NULL;
610         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
611         bool rightmost = true;
612
613         if (mz->on_tree)
614                 return;
615
616         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
617         if (!mz->usage_in_excess)
618                 return;
619         while (*p) {
620                 parent = *p;
621                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
622                                         tree_node);
623                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
624                         p = &(*p)->rb_left;
625                         rightmost = false;
626                 }
627
628                 /*
629                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
630                  * limit by the same amount
631                  */
632                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
633                         p = &(*p)->rb_right;
634         }
635
636         if (rightmost)
637                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
638
639         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
640         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
641         mz->on_tree = true;
642 }
643
644 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
645                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
646 {
647         if (!mz->on_tree)
648                 return;
649
650         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
651                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
652
653         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
654         mz->on_tree = false;
655 }
656
657 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
658                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
659 {
660         unsigned long flags;
661
662         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
663         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
664         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
665 }
666
667 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
670         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
671         unsigned long excess = 0;
672
673         if (nr_pages > soft_limit)
674                 excess = nr_pages - soft_limit;
675
676         return excess;
677 }
678
679 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
680 {
681         unsigned long excess;
682         struct mem_cgroup_per_node *mz;
683         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
684
685         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
686         if (!mctz)
687                 return;
688         /*
689          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
690          * because their event counter is not touched.
691          */
692         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
693                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
694                 excess = soft_limit_excess(memcg);
695                 /*
696                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
697                  * mem is over its softlimit.
698                  */
699                 if (excess || mz->on_tree) {
700                         unsigned long flags;
701
702                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
703                         /* if on-tree, remove it */
704                         if (mz->on_tree)
705                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
706                         /*
707                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
708                          * If excess is 0, no tree ops.
709                          */
710                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
711                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
712                 }
713         }
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
717 {
718         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
719         struct mem_cgroup_per_node *mz;
720         int nid;
721
722         for_each_node(nid) {
723                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
724                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
725                 if (mctz)
726                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
727         }
728 }
729
730 static struct mem_cgroup_per_node *
731 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
732 {
733         struct mem_cgroup_per_node *mz;
734
735 retry:
736         mz = NULL;
737         if (!mctz->rb_rightmost)
738                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
739
740         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
741                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
742         /*
743          * Remove the node now but someone else can add it back,
744          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
745          * position in the tree.
746          */
747         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
748         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
749             !css_tryget(&mz->memcg->css))
750                 goto retry;
751 done:
752         return mz;
753 }
754
755 static struct mem_cgroup_per_node *
756 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
757 {
758         struct mem_cgroup_per_node *mz;
759
760         spin_lock_irq(&mctz->lock);
761         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
762         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
763         return mz;
764 }
765
766 /**
767  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
768  * @memcg: the memory cgroup
769  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
770  * @val: delta to add to the counter, can be negative
771  */
772 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
773 {
774         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
775
776         if (mem_cgroup_disabled())
777                 return;
778
779         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
780                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
781
782         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
783         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
784                 struct mem_cgroup *mi;
785
786                 /*
787                  * Batch local counters to keep them in sync with
788                  * the hierarchical ones.
789                  */
790                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
791                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
792                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
793                 x = 0;
794         }
795         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
796 }
797
798 static struct mem_cgroup_per_node *
799 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
800 {
801         struct mem_cgroup *parent;
802
803         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
804         if (!parent)
805                 return NULL;
806         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
807 }
808
809 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
810                               int val)
811 {
812         struct mem_cgroup_per_node *pn;
813         struct mem_cgroup *memcg;
814         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
815
816         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
817         memcg = pn->memcg;
818
819         /* Update memcg */
820         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
821
822         /* Update lruvec */
823         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
824
825         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
826                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
827
828         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
829         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
830                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
831                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
832
833                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
834                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
835                 x = 0;
836         }
837         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
838 }
839
840 /**
841  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
842  * @lruvec: the lruvec
843  * @idx: the stat item
844  * @val: delta to add to the counter, can be negative
845  *
846  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
847  * function updates the all three counters that are affected by a
848  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
849  */
850 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
851                         int val)
852 {
853         /* Update node */
854         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
855
856         /* Update memcg and lruvec */
857         if (!mem_cgroup_disabled())
858                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
859 }
860
861 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
862 {
863         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
864         struct mem_cgroup *memcg;
865         struct lruvec *lruvec;
866
867         rcu_read_lock();
868         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
869
870         /*
871          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
872          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
873          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
874          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
875          */
876         if (!memcg) {
877                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
878         } else {
879                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
880                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
881         }
882         rcu_read_unlock();
883 }
884
885 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
886 {
887         struct mem_cgroup *memcg;
888
889         rcu_read_lock();
890         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
891         if (memcg)
892                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
893         rcu_read_unlock();
894 }
895
896 /**
897  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
898  * @memcg: the memory cgroup
899  * @idx: the event item
900  * @count: the number of events that occured
901  */
902 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
903                           unsigned long count)
904 {
905         unsigned long x;
906
907         if (mem_cgroup_disabled())
908                 return;
909
910         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
911         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
912                 struct mem_cgroup *mi;
913
914                 /*
915                  * Batch local counters to keep them in sync with
916                  * the hierarchical ones.
917                  */
918                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
919                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
920                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
921                 x = 0;
922         }
923         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
924 }
925
926 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
927 {
928         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
929 }
930
931 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
932 {
933         long x = 0;
934         int cpu;
935
936         for_each_possible_cpu(cpu)
937                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
938         return x;
939 }
940
941 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
942                                          struct page *page,
943                                          int nr_pages)
944 {
945         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
946         if (nr_pages > 0)
947                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
948         else {
949                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
950                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
951         }
952
953         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
954 }
955
956 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
957                                        enum mem_cgroup_events_target target)
958 {
959         unsigned long val, next;
960
961         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
962         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
963         /* from time_after() in jiffies.h */
964         if ((long)(next - val) < 0) {
965                 switch (target) {
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
967                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
970                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
971                         break;
972                 default:
973                         break;
974                 }
975                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
976                 return true;
977         }
978         return false;
979 }
980
981 /*
982  * Check events in order.
983  *
984  */
985 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
986 {
987         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
988         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
989                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
990                 bool do_softlimit;
991
992                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
993                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
994                 mem_cgroup_threshold(memcg);
995                 if (unlikely(do_softlimit))
996                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
997         }
998 }
999
1000 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1001 {
1002         /*
1003          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1004          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1005          * So this can be called with p == NULL.
1006          */
1007         if (unlikely(!p))
1008                 return NULL;
1009
1010         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1013
1014 /**
1015  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1016  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1017  *
1018  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1019  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1020  * returned.
1021  */
1022 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1023 {
1024         struct mem_cgroup *memcg;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled())
1027                 return NULL;
1028
1029         rcu_read_lock();
1030         do {
1031                 /*
1032                  * Page cache insertions can happen withou an
1033                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1034                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1035                  */
1036                 if (unlikely(!mm))
1037                         memcg = root_mem_cgroup;
1038                 else {
1039                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1040                         if (unlikely(!memcg))
1041                                 memcg = root_mem_cgroup;
1042                 }
1043         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1044         rcu_read_unlock();
1045         return memcg;
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1048
1049 /**
1050  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1051  * @page: page from which memcg should be extracted.
1052  *
1053  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1054  * root_mem_cgroup is returned.
1055  */
1056 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1057 {
1058         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1059
1060         if (mem_cgroup_disabled())
1061                 return NULL;
1062
1063         rcu_read_lock();
1064         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1065         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1071
1072 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1073 {
1074         if (in_interrupt())
1075                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1076         else
1077                 return current->active_memcg;
1078 }
1079
1080 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1081 {
1082         struct mem_cgroup *memcg;
1083
1084         rcu_read_lock();
1085         memcg = active_memcg();
1086         /* remote memcg must hold a ref. */
1087         if (memcg && WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1088                 memcg = root_mem_cgroup;
1089         rcu_read_unlock();
1090
1091         return memcg;
1092 }
1093
1094 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1095 {
1096         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1097         if (unlikely(active_memcg()))
1098                 return false;
1099
1100         /* Memcg to charge can't be determined. */
1101         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1102                 return true;
1103
1104         return false;
1105 }
1106
1107 /**
1108  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1109  */
1110 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1111 {
1112         if (memcg_kmem_bypass())
1113                 return NULL;
1114
1115         if (unlikely(active_memcg()))
1116                 return get_active_memcg();
1117
1118         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1119 }
1120
1121 /**
1122  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1123  * @root: hierarchy root
1124  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1125  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1126  *
1127  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1128  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1129  *
1130  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1131  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1132  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1133  *
1134  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1135  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1136  * same node.
1137  */
1138 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1139                                    struct mem_cgroup *prev,
1140                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1141 {
1142         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1143         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1144         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1145         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1146
1147         if (mem_cgroup_disabled())
1148                 return NULL;
1149
1150         if (!root)
1151                 root = root_mem_cgroup;
1152
1153         if (prev && !reclaim)
1154                 pos = prev;
1155
1156         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1157                 if (prev)
1158                         goto out;
1159                 return root;
1160         }
1161
1162         rcu_read_lock();
1163
1164         if (reclaim) {
1165                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1166
1167                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1168                 iter = &mz->iter;
1169
1170                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1171                         goto out_unlock;
1172
1173                 while (1) {
1174                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1175                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1176                                 break;
1177                         /*
1178                          * css reference reached zero, so iter->position will
1179                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1180                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1181                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1182                          * might block it. So we clear iter->position right
1183                          * away.
1184                          */
1185                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1186                 }
1187         }
1188
1189         if (pos)
1190                 css = &pos->css;
1191
1192         for (;;) {
1193                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1194                 if (!css) {
1195                         /*
1196                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1197                          * new one might jump in right at the end of
1198                          * the hierarchy - make sure they see at least
1199                          * one group and restart from the beginning.
1200                          */
1201                         if (!prev)
1202                                 continue;
1203                         break;
1204                 }
1205
1206                 /*
1207                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1208                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1209                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1210                  */
1211                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1212
1213                 if (css == &root->css)
1214                         break;
1215
1216                 if (css_tryget(css))
1217                         break;
1218
1219                 memcg = NULL;
1220         }
1221
1222         if (reclaim) {
1223                 /*
1224                  * The position could have already been updated by a competing
1225                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1226                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1227                  */
1228                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1229
1230                 if (pos)
1231                         css_put(&pos->css);
1232
1233                 if (!memcg)
1234                         iter->generation++;
1235                 else if (!prev)
1236                         reclaim->generation = iter->generation;
1237         }
1238
1239 out_unlock:
1240         rcu_read_unlock();
1241 out:
1242         if (prev && prev != root)
1243                 css_put(&prev->css);
1244
1245         return memcg;
1246 }
1247
1248 /**
1249  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1250  * @root: hierarchy root
1251  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1252  */
1253 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1254                            struct mem_cgroup *prev)
1255 {
1256         if (!root)
1257                 root = root_mem_cgroup;
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260 }
1261
1262 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1263                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1264 {
1265         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1266         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1267         int nid;
1268
1269         for_each_node(nid) {
1270                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1271                 iter = &mz->iter;
1272                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1273         }
1274 }
1275
1276 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1277 {
1278         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1279         struct mem_cgroup *last;
1280
1281         do {
1282                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1283                 last = memcg;
1284         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1285
1286         /*
1287          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1288          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1289          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1290          * dead_memcg from cgroup root separately.
1291          */
1292         if (last != root_mem_cgroup)
1293                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1294                                                 dead_memcg);
1295 }
1296
1297 /**
1298  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1299  * @memcg: hierarchy root
1300  * @fn: function to call for each task
1301  * @arg: argument passed to @fn
1302  *
1303  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1304  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1305  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1306  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1307  *
1308  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1309  */
1310 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1311                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1312 {
1313         struct mem_cgroup *iter;
1314         int ret = 0;
1315
1316         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1317
1318         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1319                 struct css_task_iter it;
1320                 struct task_struct *task;
1321
1322                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1323                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1324                         ret = fn(task, arg);
1325                 css_task_iter_end(&it);
1326                 if (ret) {
1327                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1328                         break;
1329                 }
1330         }
1331         return ret;
1332 }
1333
1334 /**
1335  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1336  * @page: the page
1337  * @pgdat: pgdat of the page
1338  *
1339  * This function relies on page->mem_cgroup being stable - see the
1340  * access rules in commit_charge().
1341  */
1342 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1343 {
1344         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1345         struct mem_cgroup *memcg;
1346         struct lruvec *lruvec;
1347
1348         if (mem_cgroup_disabled()) {
1349                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1350                 goto out;
1351         }
1352
1353         memcg = page->mem_cgroup;
1354         /*
1355          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1356          * possibly migrated - before they are charged.
1357          */
1358         if (!memcg)
1359                 memcg = root_mem_cgroup;
1360
1361         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1362         lruvec = &mz->lruvec;
1363 out:
1364         /*
1365          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1366          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1367          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1368          */
1369         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1370                 lruvec->pgdat = pgdat;
1371         return lruvec;
1372 }
1373
1374 /**
1375  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1376  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1377  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1378  * @zid: zone id of the accounted pages
1379  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1380  *
1381  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1382  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1383  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1384  */
1385 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1386                                 int zid, int nr_pages)
1387 {
1388         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1389         unsigned long *lru_size;
1390         long size;
1391
1392         if (mem_cgroup_disabled())
1393                 return;
1394
1395         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1396         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1397
1398         if (nr_pages < 0)
1399                 *lru_size += nr_pages;
1400
1401         size = *lru_size;
1402         if (WARN_ONCE(size < 0,
1403                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1404                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1405                 VM_BUG_ON(1);
1406                 *lru_size = 0;
1407         }
1408
1409         if (nr_pages > 0)
1410                 *lru_size += nr_pages;
1411 }
1412
1413 /**
1414  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1415  * @memcg: the memory cgroup
1416  *
1417  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1418  * pages.
1419  */
1420 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1421 {
1422         unsigned long margin = 0;
1423         unsigned long count;
1424         unsigned long limit;
1425
1426         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1427         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1428         if (count < limit)
1429                 margin = limit - count;
1430
1431         if (do_memsw_account()) {
1432                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1433                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1434                 if (count < limit)
1435                         margin = min(margin, limit - count);
1436                 else
1437                         margin = 0;
1438         }
1439
1440         return margin;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1445  *
1446  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1447  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1448  * caused by "move".
1449  */
1450 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1451 {
1452         struct mem_cgroup *from;
1453         struct mem_cgroup *to;
1454         bool ret = false;
1455         /*
1456          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1457          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1458          */
1459         spin_lock(&mc.lock);
1460         from = mc.from;
1461         to = mc.to;
1462         if (!from)
1463                 goto unlock;
1464
1465         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1466                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1467 unlock:
1468         spin_unlock(&mc.lock);
1469         return ret;
1470 }
1471
1472 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1473 {
1474         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1475                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1476                         DEFINE_WAIT(wait);
1477                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1478                         /* moving charge context might have finished. */
1479                         if (mc.moving_task)
1480                                 schedule();
1481                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1482                         return true;
1483                 }
1484         }
1485         return false;
1486 }
1487
1488 struct memory_stat {
1489         const char *name;
1490         unsigned int ratio;
1491         unsigned int idx;
1492 };
1493
1494 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1495         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1496         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1497         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1498         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1499         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1500         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1501         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1502         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1503         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         /*
1506          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1507          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1508          * constant(e.g. powerpc).
1509          */
1510         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1511 #endif
1512         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1513         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1514         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1515         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1516         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1517
1518         /*
1519          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1520          * together and slab_reclaimable must be in front.
1521          */
1522         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1523         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1524
1525         /* The memory events */
1526         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1527         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1528         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1529         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1530         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1531         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1532         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1533 };
1534
1535 static int __init memory_stats_init(void)
1536 {
1537         int i;
1538
1539         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1540 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1541                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS)
1542                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1543 #endif
1544                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1545                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1546         }
1547
1548         return 0;
1549 }
1550 pure_initcall(memory_stats_init);
1551
1552 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1553 {
1554         struct seq_buf s;
1555         int i;
1556
1557         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1558         if (!s.buffer)
1559                 return NULL;
1560
1561         /*
1562          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1563          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1564          *
1565          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1566          * 1) generic big picture -> specifics and details
1567          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1568          *
1569          * Current memory state:
1570          */
1571
1572         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1573                 u64 size;
1574
1575                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1576                 size *= memory_stats[i].ratio;
1577                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1578
1579                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1580                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1581                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1582                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1583                 }
1584         }
1585
1586         /* Accumulated memory events */
1587
1588         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1589                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1590         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1591                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1592         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1593                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1594         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1595                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1596                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1597         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1598                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1599                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1600         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1601                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1602         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1603                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1604         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1605                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1606         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1607                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1608
1609 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1610         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1611                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1612         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1613                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1614 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1615
1616         /* The above should easily fit into one page */
1617         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1618
1619         return s.buffer;
1620 }
1621
1622 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1623 /**
1624  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1625  * memory controller.
1626  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1627  * @p: Task that is going to be killed
1628  *
1629  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1630  * enabled
1631  */
1632 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1633 {
1634         rcu_read_lock();
1635
1636         if (memcg) {
1637                 pr_cont(",oom_memcg=");
1638                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1639         } else
1640                 pr_cont(",global_oom");
1641         if (p) {
1642                 pr_cont(",task_memcg=");
1643                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1644         }
1645         rcu_read_unlock();
1646 }
1647
1648 /**
1649  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1650  * memory controller.
1651  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1652  */
1653 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1654 {
1655         char *buf;
1656
1657         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1658                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1659                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1660         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1661                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1662                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1663                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1664         else {
1665                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1666                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1667                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1668                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1669                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1670                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1671         }
1672
1673         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1674         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1675         pr_cont(":");
1676         buf = memory_stat_format(memcg);
1677         if (!buf)
1678                 return;
1679         pr_info("%s", buf);
1680         kfree(buf);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1685  */
1686 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1689
1690         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1691                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1692                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1693                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1694         } else { /* v1 */
1695                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1696                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1697                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1698
1699                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1700                 }
1701         }
1702         return max;
1703 }
1704
1705 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1706 {
1707         return page_counter_read(&memcg->memory);
1708 }
1709
1710 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1711                                      int order)
1712 {
1713         struct oom_control oc = {
1714                 .zonelist = NULL,
1715                 .nodemask = NULL,
1716                 .memcg = memcg,
1717                 .gfp_mask = gfp_mask,
1718                 .order = order,
1719         };
1720         bool ret = true;
1721
1722         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1723                 return true;
1724
1725         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1726                 goto unlock;
1727
1728         /*
1729          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1730          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1731          */
1732         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1733
1734 unlock:
1735         mutex_unlock(&oom_lock);
1736         return ret;
1737 }
1738
1739 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1740                                    pg_data_t *pgdat,
1741                                    gfp_t gfp_mask,
1742                                    unsigned long *total_scanned)
1743 {
1744         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1745         int total = 0;
1746         int loop = 0;
1747         unsigned long excess;
1748         unsigned long nr_scanned;
1749         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1750                 .pgdat = pgdat,
1751         };
1752
1753         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1754
1755         while (1) {
1756                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1757                 if (!victim) {
1758                         loop++;
1759                         if (loop >= 2) {
1760                                 /*
1761                                  * If we have not been able to reclaim
1762                                  * anything, it might because there are
1763                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1764                                  */
1765                                 if (!total)
1766                                         break;
1767                                 /*
1768                                  * We want to do more targeted reclaim.
1769                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1770                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1771                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1772                                  */
1773                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1774                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1775                                         break;
1776                         }
1777                         continue;
1778                 }
1779                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1780                                         pgdat, &nr_scanned);
1781                 *total_scanned += nr_scanned;
1782                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1783                         break;
1784         }
1785         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1786         return total;
1787 }
1788
1789 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1790 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1791         .name = "memcg_oom_lock",
1792 };
1793 #endif
1794
1795 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1796
1797 /*
1798  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1799  * If someone is running, return false.
1800  */
1801 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1802 {
1803         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1804
1805         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1806
1807         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1808                 if (iter->oom_lock) {
1809                         /*
1810                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1811                          * so we cannot give a lock.
1812                          */
1813                         failed = iter;
1814                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1815                         break;
1816                 } else
1817                         iter->oom_lock = true;
1818         }
1819
1820         if (failed) {
1821                 /*
1822                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1823                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1824                  */
1825                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1826                         if (iter == failed) {
1827                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1828                                 break;
1829                         }
1830                         iter->oom_lock = false;
1831                 }
1832         } else
1833                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1834
1835         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1836
1837         return !failed;
1838 }
1839
1840 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1841 {
1842         struct mem_cgroup *iter;
1843
1844         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1845         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1846         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1847                 iter->oom_lock = false;
1848         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1849 }
1850
1851 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1852 {
1853         struct mem_cgroup *iter;
1854
1855         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1856         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1857                 iter->under_oom++;
1858         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1859 }
1860
1861 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         struct mem_cgroup *iter;
1864
1865         /*
1866          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1867          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1868          */
1869         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1870         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1871                 if (iter->under_oom > 0)
1872                         iter->under_oom--;
1873         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1874 }
1875
1876 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1877
1878 struct oom_wait_info {
1879         struct mem_cgroup *memcg;
1880         wait_queue_entry_t      wait;
1881 };
1882
1883 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1884         unsigned mode, int sync, void *arg)
1885 {
1886         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1887         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1888         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1889
1890         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1891         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1892
1893         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1894             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1895                 return 0;
1896         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1897 }
1898
1899 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         /*
1902          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1903          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1904          * this function is called as a result of userland actions
1905          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1906          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1907          * triggering notification.
1908          */
1909         if (memcg && memcg->under_oom)
1910                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1911 }
1912
1913 enum oom_status {
1914         OOM_SUCCESS,
1915         OOM_FAILED,
1916         OOM_ASYNC,
1917         OOM_SKIPPED
1918 };
1919
1920 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1921 {
1922         enum oom_status ret;
1923         bool locked;
1924
1925         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1926                 return OOM_SKIPPED;
1927
1928         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1929
1930         /*
1931          * We are in the middle of the charge context here, so we
1932          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1933          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1934          *
1935          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1936          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1937          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1938          * released.
1939          *
1940          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1941          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1942          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1943          * invoke the oom killer here.
1944          *
1945          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1946          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1947          */
1948         if (memcg->oom_kill_disable) {
1949                 if (!current->in_user_fault)
1950                         return OOM_SKIPPED;
1951                 css_get(&memcg->css);
1952                 current->memcg_in_oom = memcg;
1953                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1954                 current->memcg_oom_order = order;
1955
1956                 return OOM_ASYNC;
1957         }
1958
1959         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1960
1961         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1962
1963         if (locked)
1964                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1965
1966         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1967         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1968                 ret = OOM_SUCCESS;
1969         else
1970                 ret = OOM_FAILED;
1971
1972         if (locked)
1973                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1974
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 /**
1979  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1980  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1981  *
1982  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1983  * handler was enabled.
1984  *
1985  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1986  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1987  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1988  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1989  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1990  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1991  *
1992  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1993  * completed, %false otherwise.
1994  */
1995 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1996 {
1997         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1998         struct oom_wait_info owait;
1999         bool locked;
2000
2001         /* OOM is global, do not handle */
2002         if (!memcg)
2003                 return false;
2004
2005         if (!handle)
2006                 goto cleanup;
2007
2008         owait.memcg = memcg;
2009         owait.wait.flags = 0;
2010         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2011         owait.wait.private = current;
2012         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2013
2014         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2015         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2016
2017         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2018
2019         if (locked)
2020                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2021
2022         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2023                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2024                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2025                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2026                                          current->memcg_oom_order);
2027         } else {
2028                 schedule();
2029                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2030                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2031         }
2032
2033         if (locked) {
2034                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2035                 /*
2036                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2037                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2038                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2039                  */
2040                 memcg_oom_recover(memcg);
2041         }
2042 cleanup:
2043         current->memcg_in_oom = NULL;
2044         css_put(&memcg->css);
2045         return true;
2046 }
2047
2048 /**
2049  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2050  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2051  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2052  *
2053  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2054  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2055  *
2056  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2057  */
2058 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2059                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2060 {
2061         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2062         struct mem_cgroup *memcg;
2063
2064         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2065                 return NULL;
2066
2067         if (!oom_domain)
2068                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2069
2070         rcu_read_lock();
2071
2072         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2073         if (memcg == root_mem_cgroup)
2074                 goto out;
2075
2076         /*
2077          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2078          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2079          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2080          */
2081         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2082                 goto out;
2083
2084         /*
2085          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2086          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2087          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2088          */
2089         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2090                 if (memcg->oom_group)
2091                         oom_group = memcg;
2092
2093                 if (memcg == oom_domain)
2094                         break;
2095         }
2096
2097         if (oom_group)
2098                 css_get(&oom_group->css);
2099 out:
2100         rcu_read_unlock();
2101
2102         return oom_group;
2103 }
2104
2105 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2106 {
2107         pr_info("Tasks in ");
2108         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2109         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2110 }
2111
2112 /**
2113  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2114  * @page: the page
2115  *
2116  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2117  * another cgroup.
2118  *
2119  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2120  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2121  * when @page might get freed inside the locked section.
2122  */
2123 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2124 {
2125         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2126         struct mem_cgroup *memcg;
2127         unsigned long flags;
2128
2129         /*
2130          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2131          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2132          * because page moving starts with an RCU grace period.
2133          *
2134          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2135          * the page state that is going to change is the only thing
2136          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2137          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2138          * keep off truncation, migration and so forth.
2139          */
2140         rcu_read_lock();
2141
2142         if (mem_cgroup_disabled())
2143                 return NULL;
2144 again:
2145         memcg = head->mem_cgroup;
2146         if (unlikely(!memcg))
2147                 return NULL;
2148
2149         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2150                 return memcg;
2151
2152         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2153         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2154                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2155                 goto again;
2156         }
2157
2158         /*
2159          * When charge migration first begins, we can have locked and
2160          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2161          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2162          */
2163         memcg->move_lock_task = current;
2164         memcg->move_lock_flags = flags;
2165
2166         return memcg;
2167 }
2168 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2169
2170 /**
2171  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2172  * @memcg: the memcg
2173  *
2174  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2175  */
2176 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2177 {
2178         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2179                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2180
2181                 memcg->move_lock_task = NULL;
2182                 memcg->move_lock_flags = 0;
2183
2184                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2185         }
2186
2187         rcu_read_unlock();
2188 }
2189
2190 /**
2191  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2192  * @page: the page
2193  */
2194 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2195 {
2196         struct page *head = compound_head(page);
2197
2198         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2199 }
2200 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2201
2202 struct memcg_stock_pcp {
2203         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2204         unsigned int nr_pages;
2205
2206 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2207         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2208         unsigned int nr_bytes;
2209 #endif
2210
2211         struct work_struct work;
2212         unsigned long flags;
2213 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2214 };
2215 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2216 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2217
2218 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2219 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2220 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2221                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2222
2223 #else
2224 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2225 {
2226 }
2227 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2228                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2229 {
2230         return false;
2231 }
2232 #endif
2233
2234 /**
2235  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2236  * @memcg: memcg to consume from.
2237  * @nr_pages: how many pages to charge.
2238  *
2239  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2240  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2241  * service an allocation will refill the stock.
2242  *
2243  * returns true if successful, false otherwise.
2244  */
2245 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2246 {
2247         struct memcg_stock_pcp *stock;
2248         unsigned long flags;
2249         bool ret = false;
2250
2251         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2252                 return ret;
2253
2254         local_irq_save(flags);
2255
2256         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2257         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2258                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2259                 ret = true;
2260         }
2261
2262         local_irq_restore(flags);
2263
2264         return ret;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2269  */
2270 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2271 {
2272         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2273
2274         if (!old)
2275                 return;
2276
2277         if (stock->nr_pages) {
2278                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2279                 if (do_memsw_account())
2280                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2281                 stock->nr_pages = 0;
2282         }
2283
2284         css_put(&old->css);
2285         stock->cached = NULL;
2286 }
2287
2288 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2289 {
2290         struct memcg_stock_pcp *stock;
2291         unsigned long flags;
2292
2293         /*
2294          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2295          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2296          */
2297         local_irq_save(flags);
2298
2299         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2300         drain_obj_stock(stock);
2301         drain_stock(stock);
2302         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2303
2304         local_irq_restore(flags);
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2309  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2310  */
2311 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2312 {
2313         struct memcg_stock_pcp *stock;
2314         unsigned long flags;
2315
2316         local_irq_save(flags);
2317
2318         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2319         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2320                 drain_stock(stock);
2321                 css_get(&memcg->css);
2322                 stock->cached = memcg;
2323         }
2324         stock->nr_pages += nr_pages;
2325
2326         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2327                 drain_stock(stock);
2328
2329         local_irq_restore(flags);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2334  * of the hierarchy under it.
2335  */
2336 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2337 {
2338         int cpu, curcpu;
2339
2340         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2341         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2342                 return;
2343         /*
2344          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2345          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2346          * as well as workers from this path always operate on the local
2347          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2348          */
2349         curcpu = get_cpu();
2350         for_each_online_cpu(cpu) {
2351                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2352                 struct mem_cgroup *memcg;
2353                 bool flush = false;
2354
2355                 rcu_read_lock();
2356                 memcg = stock->cached;
2357                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2358                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2359                         flush = true;
2360                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2361                         flush = true;
2362                 rcu_read_unlock();
2363
2364                 if (flush &&
2365                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2366                         if (cpu == curcpu)
2367                                 drain_local_stock(&stock->work);
2368                         else
2369                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2370                 }
2371         }
2372         put_cpu();
2373         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2374 }
2375
2376 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2377 {
2378         struct memcg_stock_pcp *stock;
2379         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2380
2381         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2382         drain_stock(stock);
2383
2384         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2385                 int i;
2386
2387                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2388                         int nid;
2389                         long x;
2390
2391                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2392                         if (x)
2393                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2394                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2395
2396                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2397                                 continue;
2398
2399                         for_each_node(nid) {
2400                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2401
2402                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2403                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2404                                 if (x)
2405                                         do {
2406                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2407                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2408                         }
2409                 }
2410
2411                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2412                         long x;
2413
2414                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2415                         if (x)
2416                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2417                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2418                 }
2419         }
2420
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2425                                   unsigned int nr_pages,
2426                                   gfp_t gfp_mask)
2427 {
2428         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2429
2430         do {
2431                 unsigned long pflags;
2432
2433                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2434                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2435                         continue;
2436
2437                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2438
2439                 psi_memstall_enter(&pflags);
2440                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2441                                                              gfp_mask, true);
2442                 psi_memstall_leave(&pflags);
2443         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2444                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2445
2446         return nr_reclaimed;
2447 }
2448
2449 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2450 {
2451         struct mem_cgroup *memcg;
2452
2453         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2454         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2459  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2460  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2461  */
2462 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2463
2464 /*
2465  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2466  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2467  * below.
2468  *
2469  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2470  *   overage ratio to a delay.
2471  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2472  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2473  *   to produce a reasonable delay curve.
2474  *
2475  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2476  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2477  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2478  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2479  * example, with a high of 100 megabytes:
2480  *
2481  *  +-------+------------------------+
2482  *  | usage | time to allocate in ms |
2483  *  +-------+------------------------+
2484  *  | 100M  |                      0 |
2485  *  | 101M  |                      6 |
2486  *  | 102M  |                     25 |
2487  *  | 103M  |                     57 |
2488  *  | 104M  |                    102 |
2489  *  | 105M  |                    159 |
2490  *  | 106M  |                    230 |
2491  *  | 107M  |                    313 |
2492  *  | 108M  |                    409 |
2493  *  | 109M  |                    518 |
2494  *  | 110M  |                    639 |
2495  *  | 111M  |                    774 |
2496  *  | 112M  |                    921 |
2497  *  | 113M  |                   1081 |
2498  *  | 114M  |                   1254 |
2499  *  | 115M  |                   1439 |
2500  *  | 116M  |                   1638 |
2501  *  | 117M  |                   1849 |
2502  *  | 118M  |                   2000 |
2503  *  | 119M  |                   2000 |
2504  *  | 120M  |                   2000 |
2505  *  +-------+------------------------+
2506  */
2507  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2508  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2509
2510 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2511 {
2512         u64 overage;
2513
2514         if (usage <= high)
2515                 return 0;
2516
2517         /*
2518          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2519          * it was a threshold of 1 page
2520          */
2521         high = max(high, 1UL);
2522
2523         overage = usage - high;
2524         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2525         return div64_u64(overage, high);
2526 }
2527
2528 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2529 {
2530         u64 overage, max_overage = 0;
2531
2532         do {
2533                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2534                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2535                 max_overage = max(overage, max_overage);
2536         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2537                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2538
2539         return max_overage;
2540 }
2541
2542 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2543 {
2544         u64 overage, max_overage = 0;
2545
2546         do {
2547                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2548                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2549                 if (overage)
2550                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2551                 max_overage = max(overage, max_overage);
2552         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2553                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2554
2555         return max_overage;
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2560  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2561  */
2562 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2563                                           unsigned int nr_pages,
2564                                           u64 max_overage)
2565 {
2566         unsigned long penalty_jiffies;
2567
2568         if (!max_overage)
2569                 return 0;
2570
2571         /*
2572          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2573          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2574          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2575          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2576          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2577          * overage amount.
2578          */
2579         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2580         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2581         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2582
2583         /*
2584          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2585          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2586          * 4N-sized allocation.
2587          *
2588          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2589          * larger the current charge patch is than that.
2590          */
2591         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2596  * and reclaims memory over the high limit.
2597  */
2598 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2599 {
2600         unsigned long penalty_jiffies;
2601         unsigned long pflags;
2602         unsigned long nr_reclaimed;
2603         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2604         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2605         struct mem_cgroup *memcg;
2606         bool in_retry = false;
2607
2608         if (likely(!nr_pages))
2609                 return;
2610
2611         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2612         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2613
2614 retry_reclaim:
2615         /*
2616          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2617          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2618          * or breaching resource isolation.
2619          *
2620          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2621          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2622          * allocator run every time an allocation is made.
2623          */
2624         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2625                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2626                                     GFP_KERNEL);
2627
2628         /*
2629          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2630          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2631          */
2632         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2633                                                mem_find_max_overage(memcg));
2634
2635         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2636                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2637
2638         /*
2639          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2640          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2641          * extremely slowly.
2642          */
2643         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2644
2645         /*
2646          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2647          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2648          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2649          * been aggressively reclaimed enough yet.
2650          */
2651         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2652                 goto out;
2653
2654         /*
2655          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2656          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2657          * throttling.
2658          */
2659         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2660                 in_retry = true;
2661                 goto retry_reclaim;
2662         }
2663
2664         /*
2665          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2666          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2667          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2668          */
2669         psi_memstall_enter(&pflags);
2670         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2671         psi_memstall_leave(&pflags);
2672
2673 out:
2674         css_put(&memcg->css);
2675 }
2676
2677 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2678                       unsigned int nr_pages)
2679 {
2680         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2681         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2682         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2683         struct page_counter *counter;
2684         enum oom_status oom_status;
2685         unsigned long nr_reclaimed;
2686         bool may_swap = true;
2687         bool drained = false;
2688         unsigned long pflags;
2689
2690         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2691                 return 0;
2692 retry:
2693         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2694                 return 0;
2695
2696         if (!do_memsw_account() ||
2697             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2698                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2699                         goto done_restock;
2700                 if (do_memsw_account())
2701                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2702                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2703         } else {
2704                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2705                 may_swap = false;
2706         }
2707
2708         if (batch > nr_pages) {
2709                 batch = nr_pages;
2710                 goto retry;
2711         }
2712
2713         /*
2714          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2715          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2716          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2717          * and let these go through as privileged allocations.
2718          */
2719         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2720                 goto force;
2721
2722         /*
2723          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2724          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2725          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2726          * free their memory.
2727          */
2728         if (unlikely(should_force_charge()))
2729                 goto force;
2730
2731         /*
2732          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2733          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2734          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2735          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2736          */
2737         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2738                 goto force;
2739
2740         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2741                 goto nomem;
2742
2743         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2744                 goto nomem;
2745
2746         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2747
2748         psi_memstall_enter(&pflags);
2749         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2750                                                     gfp_mask, may_swap);
2751         psi_memstall_leave(&pflags);
2752
2753         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2754                 goto retry;
2755
2756         if (!drained) {
2757                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2758                 drained = true;
2759                 goto retry;
2760         }
2761
2762         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2763                 goto nomem;
2764         /*
2765          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2766          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2767          * before killing the task.
2768          *
2769          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2770          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2771          * to regular pages anyway in case of failure.
2772          */
2773         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2774                 goto retry;
2775         /*
2776          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2777          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2778          */
2779         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2780                 goto retry;
2781
2782         if (nr_retries--)
2783                 goto retry;
2784
2785         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2786                 goto nomem;
2787
2788         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2789                 goto force;
2790
2791         if (fatal_signal_pending(current))
2792                 goto force;
2793
2794         /*
2795          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2796          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2797          * couldn't make any progress.
2798          */
2799         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2800                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2801         switch (oom_status) {
2802         case OOM_SUCCESS:
2803                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2804                 goto retry;
2805         case OOM_FAILED:
2806                 goto force;
2807         default:
2808                 goto nomem;
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_irq_save(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_irq_restore(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_irq_save(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_irq_restore(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 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3546                                      struct cftype *cft)
3547 {
3548         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3549 }
3550
3551 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3552                                       struct cftype *cft, u64 val)
3553 {
3554         int retval = 0;
3555         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3556         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3557
3558         if (memcg->use_hierarchy == val)
3559                 return 0;
3560
3561         /*
3562          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3563          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3564          * occur, provided the current cgroup has no children.
3565          *
3566          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3567          * set if there are no children.
3568          */
3569         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3570                                 (val == 1 || val == 0)) {
3571                 if (!memcg_has_children(memcg))
3572                         memcg->use_hierarchy = val;
3573                 else
3574                         retval = -EBUSY;
3575         } else
3576                 retval = -EINVAL;
3577
3578         return retval;
3579 }
3580
3581 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3582 {
3583         unsigned long val;
3584
3585         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3586                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3587                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3588                 if (swap)
3589                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3590         } else {
3591                 if (!swap)
3592                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3593                 else
3594                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3595         }
3596         return val;
3597 }
3598
3599 enum {
3600         RES_USAGE,
3601         RES_LIMIT,
3602         RES_MAX_USAGE,
3603         RES_FAILCNT,
3604         RES_SOFT_LIMIT,
3605 };
3606
3607 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3608                                struct cftype *cft)
3609 {
3610         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3611         struct page_counter *counter;
3612
3613         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3614         case _MEM:
3615                 counter = &memcg->memory;
3616                 break;
3617         case _MEMSWAP:
3618                 counter = &memcg->memsw;
3619                 break;
3620         case _KMEM:
3621                 counter = &memcg->kmem;
3622                 break;
3623         case _TCP:
3624                 counter = &memcg->tcpmem;
3625                 break;
3626         default:
3627                 BUG();
3628         }
3629
3630         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3631         case RES_USAGE:
3632                 if (counter == &memcg->memory)
3633                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3634                 if (counter == &memcg->memsw)
3635                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3636                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3637         case RES_LIMIT:
3638                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3639         case RES_MAX_USAGE:
3640                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3641         case RES_FAILCNT:
3642                 return counter->failcnt;
3643         case RES_SOFT_LIMIT:
3644                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3645         default:
3646                 BUG();
3647         }
3648 }
3649
3650 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3651 {
3652         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3653         struct mem_cgroup *mi;
3654         int node, cpu, i;
3655
3656         for_each_online_cpu(cpu)
3657                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3658                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3659
3660         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3661                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3662                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3663
3664         for_each_node(node) {
3665                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3666                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3667
3668                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3669                         stat[i] = 0;
3670
3671                 for_each_online_cpu(cpu)
3672                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3673                                 stat[i] += per_cpu(
3674                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3675
3676                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3677                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3678                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3679         }
3680 }
3681
3682 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3683 {
3684         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3685         struct mem_cgroup *mi;
3686         int cpu, i;
3687
3688         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3689                 events[i] = 0;
3690
3691         for_each_online_cpu(cpu)
3692                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3693                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3694                                              cpu);
3695
3696         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3697                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3698                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3699 }
3700
3701 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3702 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3703 {
3704         struct obj_cgroup *objcg;
3705         int memcg_id;
3706
3707         if (cgroup_memory_nokmem)
3708                 return 0;
3709
3710         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3711         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3712
3713         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3714         if (memcg_id < 0)
3715                 return memcg_id;
3716
3717         objcg = obj_cgroup_alloc();
3718         if (!objcg) {
3719                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3720                 return -ENOMEM;
3721         }
3722         objcg->memcg = memcg;
3723         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3724
3725         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3726
3727         /*
3728          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3729          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3730          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3731          * patched.
3732          */
3733         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3734         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3735
3736         return 0;
3737 }
3738
3739 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3740 {
3741         struct cgroup_subsys_state *css;
3742         struct mem_cgroup *parent, *child;
3743         int kmemcg_id;
3744
3745         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3746                 return;
3747
3748         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3749
3750         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3751         if (!parent)
3752                 parent = root_mem_cgroup;
3753
3754         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3755
3756         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3757         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3758
3759         /*
3760          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3761          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3762          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3763          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3764          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3765          * memcg_drain_all_list_lrus().
3766          */
3767         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3768         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3769                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3770                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3771                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3772                 if (!memcg->use_hierarchy)
3773                         break;
3774         }
3775         rcu_read_unlock();
3776
3777         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3778
3779         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3780 }
3781
3782 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3783 {
3784         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3785         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3786                 memcg_offline_kmem(memcg);
3787 }
3788 #else
3789 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3790 {
3791         return 0;
3792 }
3793 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3794 {
3795 }
3796 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3797 {
3798 }
3799 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3800
3801 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3802                                  unsigned long max)
3803 {
3804         int ret;
3805
3806         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3807         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3808         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3809         return ret;
3810 }
3811
3812 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3813 {
3814         int ret;
3815
3816         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3817
3818         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3819         if (ret)
3820                 goto out;
3821
3822         if (!memcg->tcpmem_active) {
3823                 /*
3824                  * The active flag needs to be written after the static_key
3825                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3826                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3827                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3828                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3829                  *
3830                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3831                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3832                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3833                  * yet, we'll lose accounting.
3834                  *
3835                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3836                  * because when this value change, the code to process it is not
3837                  * patched in yet.
3838                  */
3839                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3840                 memcg->tcpmem_active = true;
3841         }
3842 out:
3843         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3844         return ret;
3845 }
3846
3847 /*
3848  * The user of this function is...
3849  * RES_LIMIT.
3850  */
3851 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3852                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3853 {
3854         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3855         unsigned long nr_pages;
3856         int ret;
3857
3858         buf = strstrip(buf);
3859         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3860         if (ret)
3861                 return ret;
3862
3863         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3864         case RES_LIMIT:
3865                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3866                         ret = -EINVAL;
3867                         break;
3868                 }
3869                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3870                 case _MEM:
3871                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3872                         break;
3873                 case _MEMSWAP:
3874                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3875                         break;
3876                 case _KMEM:
3877                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3878                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3879                                      "depend on this functionality.\n");
3880                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3881                         break;
3882                 case _TCP:
3883                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3884                         break;
3885                 }
3886                 break;
3887         case RES_SOFT_LIMIT:
3888                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3889                 ret = 0;
3890                 break;
3891         }
3892         return ret ?: nbytes;
3893 }
3894
3895 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3896                                 size_t nbytes, loff_t off)
3897 {
3898         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3899         struct page_counter *counter;
3900
3901         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3902         case _MEM:
3903                 counter = &memcg->memory;
3904                 break;
3905         case _MEMSWAP:
3906                 counter = &memcg->memsw;
3907                 break;
3908         case _KMEM:
3909                 counter = &memcg->kmem;
3910                 break;
3911         case _TCP:
3912                 counter = &memcg->tcpmem;
3913                 break;
3914         default:
3915                 BUG();
3916         }
3917
3918         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3919         case RES_MAX_USAGE:
3920                 page_counter_reset_watermark(counter);
3921                 break;
3922         case RES_FAILCNT:
3923                 counter->failcnt = 0;
3924                 break;
3925         default:
3926                 BUG();
3927         }
3928
3929         return nbytes;
3930 }
3931
3932 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3933                                         struct cftype *cft)
3934 {
3935         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3936 }
3937
3938 #ifdef CONFIG_MMU
3939 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3940                                         struct cftype *cft, u64 val)
3941 {
3942         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3943
3944         if (val & ~MOVE_MASK)
3945                 return -EINVAL;
3946
3947         /*
3948          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3949          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3950          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3951          * affect task migrations starting after the change.
3952          */
3953         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3954         return 0;
3955 }
3956 #else
3957 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3958                                         struct cftype *cft, u64 val)
3959 {
3960         return -ENOSYS;
3961 }
3962 #endif
3963
3964 #ifdef CONFIG_NUMA
3965
3966 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3967 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3968 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3969
3970 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3971                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3972 {
3973         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3974         unsigned long nr = 0;
3975         enum lru_list lru;
3976
3977         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3978
3979         for_each_lru(lru) {
3980                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3981                         continue;
3982                 if (tree)
3983                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3984                 else
3985                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3986         }
3987         return nr;
3988 }
3989
3990 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3991                                              unsigned int lru_mask,
3992                                              bool tree)
3993 {
3994         unsigned long nr = 0;
3995         enum lru_list lru;
3996
3997         for_each_lru(lru) {
3998                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3999                         continue;
4000                 if (tree)
4001                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4002                 else
4003                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4004         }
4005         return nr;
4006 }
4007
4008 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4009 {
4010         struct numa_stat {
4011                 const char *name;
4012                 unsigned int lru_mask;
4013         };
4014
4015         static const struct numa_stat stats[] = {
4016                 { "total", LRU_ALL },
4017                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4018                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4019                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4020         };
4021         const struct numa_stat *stat;
4022         int nid;
4023         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4024
4025         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4026                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4027                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4028                                                    false));
4029                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4030                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4031                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4032                                                         stat->lru_mask, false));
4033                 seq_putc(m, '\n');
4034         }
4035
4036         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4037
4038                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4039                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4040                                                    true));
4041                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4042                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4043                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4044                                                         stat->lru_mask, true));
4045                 seq_putc(m, '\n');
4046         }
4047
4048         return 0;
4049 }
4050 #endif /* CONFIG_NUMA */
4051
4052 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4053         NR_FILE_PAGES,
4054         NR_ANON_MAPPED,
4055 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4056         NR_ANON_THPS,
4057 #endif
4058         NR_SHMEM,
4059         NR_FILE_MAPPED,
4060         NR_FILE_DIRTY,
4061         NR_WRITEBACK,
4062         MEMCG_SWAP,
4063 };
4064
4065 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4066         "cache",
4067         "rss",
4068 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4069         "rss_huge",
4070 #endif
4071         "shmem",
4072         "mapped_file",
4073         "dirty",
4074         "writeback",
4075         "swap",
4076 };
4077
4078 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4079 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4080         PGPGIN,
4081         PGPGOUT,
4082         PGFAULT,
4083         PGMAJFAULT,
4084 };
4085
4086 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4087 {
4088         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4089         unsigned long memory, memsw;
4090         struct mem_cgroup *mi;
4091         unsigned int i;
4092
4093         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4094
4095         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4096                 unsigned long nr;
4097
4098                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4099                         continue;
4100                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4101 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4102                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4103                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4104 #endif
4105                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4106         }
4107
4108         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4109                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4110                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4111
4112         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4113                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4114                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4115                            PAGE_SIZE);
4116
4117         /* Hierarchical information */
4118         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4119         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4120                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4121                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4122         }
4123         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4124                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4125         if (do_memsw_account())
4126                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4127                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4128
4129         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4130                 unsigned long nr;
4131
4132                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4133                         continue;
4134                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4135 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4136                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4137                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4138 #endif
4139                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4140                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4141         }
4142
4143         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4144                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4145                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4146                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4147
4148         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4149                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4150                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4151                            PAGE_SIZE);
4152
4153 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4154         {
4155                 pg_data_t *pgdat;
4156                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4157                 unsigned long anon_cost = 0;
4158                 unsigned long file_cost = 0;
4159
4160                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4161                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4162
4163                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4164                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4165                 }
4166                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4167                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4168         }
4169 #endif
4170
4171         return 0;
4172 }
4173
4174 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4175                                       struct cftype *cft)
4176 {
4177         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4178
4179         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4180 }
4181
4182 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4183                                        struct cftype *cft, u64 val)
4184 {
4185         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4186
4187         if (val > 100)
4188                 return -EINVAL;
4189
4190         if (css->parent)
4191                 memcg->swappiness = val;
4192         else
4193                 vm_swappiness = val;
4194
4195         return 0;
4196 }
4197
4198 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4199 {
4200         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4201         unsigned long usage;
4202         int i;
4203
4204         rcu_read_lock();
4205         if (!swap)
4206                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4207         else
4208                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4209
4210         if (!t)
4211                 goto unlock;
4212
4213         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4214
4215         /*
4216          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4217          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4218          * call of __mem_cgroup_threshold().
4219          */
4220         i = t->current_threshold;
4221
4222         /*
4223          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4224          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4225          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4226          * only one element of the array here.
4227          */
4228         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4229                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4230
4231         /* i = current_threshold + 1 */
4232         i++;
4233
4234         /*
4235          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4236          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4237          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4238          * only one element of the array here.
4239          */
4240         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4241                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4242
4243         /* Update current_threshold */
4244         t->current_threshold = i - 1;
4245 unlock:
4246         rcu_read_unlock();
4247 }
4248
4249 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4250 {
4251         while (memcg) {
4252                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4253                 if (do_memsw_account())
4254                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4255
4256                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4257         }
4258 }
4259
4260 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4261 {
4262         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4263         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4264
4265         if (_a->threshold > _b->threshold)
4266                 return 1;
4267
4268         if (_a->threshold < _b->threshold)
4269                 return -1;
4270
4271         return 0;
4272 }
4273
4274 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4275 {
4276         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4277
4278         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4279
4280         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4281                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4282
4283         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4284         return 0;
4285 }
4286
4287 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4288 {
4289         struct mem_cgroup *iter;
4290
4291         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4292                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4293 }
4294
4295 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4296         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4297 {
4298         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4299         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4300         unsigned long threshold;
4301         unsigned long usage;
4302         int i, size, ret;
4303
4304         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4305         if (ret)
4306                 return ret;
4307
4308         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4309
4310         if (type == _MEM) {
4311                 thresholds = &memcg->thresholds;
4312                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4313         } else if (type == _MEMSWAP) {
4314                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4315                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4316         } else
4317                 BUG();
4318
4319         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4320         if (thresholds->primary)
4321                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4322
4323         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4324
4325         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4326         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4327         if (!new) {
4328                 ret = -ENOMEM;
4329                 goto unlock;
4330         }
4331         new->size = size;
4332
4333         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4334         if (thresholds->primary)
4335                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4336                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4337
4338         /* Add new threshold */
4339         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4340         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4341
4342         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4343         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4344                         compare_thresholds, NULL);
4345
4346         /* Find current threshold */
4347         new->current_threshold = -1;
4348         for (i = 0; i < size; i++) {
4349                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4350                         /*
4351                          * new->current_threshold will not be used until
4352                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4353                          * it here.
4354                          */
4355                         ++new->current_threshold;
4356                 } else
4357                         break;
4358         }
4359
4360         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4361         kfree(thresholds->spare);
4362         thresholds->spare = thresholds->primary;
4363
4364         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4365
4366         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4367         synchronize_rcu();
4368
4369 unlock:
4370         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4371
4372         return ret;
4373 }
4374
4375 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4376         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4377 {
4378         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4379 }
4380
4381 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4382         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4383 {
4384         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4385 }
4386
4387 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4388         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4389 {
4390         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4391         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4392         unsigned long usage;
4393         int i, j, size, entries;
4394
4395         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4396
4397         if (type == _MEM) {
4398                 thresholds = &memcg->thresholds;
4399                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4400         } else if (type == _MEMSWAP) {
4401                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4402                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4403         } else
4404                 BUG();
4405
4406         if (!thresholds->primary)
4407                 goto unlock;
4408
4409         /* Check if a threshold crossed before removing */
4410         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4411
4412         /* Calculate new number of threshold */
4413         size = entries = 0;
4414         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4415                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4416                         size++;
4417                 else
4418                         entries++;
4419         }
4420
4421         new = thresholds->spare;
4422
4423         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4424         if (!entries)
4425                 goto unlock;
4426
4427         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4428         if (!size) {
4429                 kfree(new);
4430                 new = NULL;
4431                 goto swap_buffers;
4432         }
4433
4434         new->size = size;
4435
4436         /* Copy thresholds and find current threshold */
4437         new->current_threshold = -1;
4438         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4439                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4440                         continue;
4441
4442                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4443                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4444                         /*
4445                          * new->current_threshold will not be used
4446                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4447                          * it here.
4448                          */
4449                         ++new->current_threshold;
4450                 }
4451                 j++;
4452         }
4453
4454 swap_buffers:
4455         /* Swap primary and spare array */
4456         thresholds->spare = thresholds->primary;
4457
4458         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4459
4460         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4461         synchronize_rcu();
4462
4463         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4464         if (!new) {
4465                 kfree(thresholds->spare);
4466                 thresholds->spare = NULL;
4467         }
4468 unlock:
4469         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4470 }
4471
4472 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4473         struct eventfd_ctx *eventfd)
4474 {
4475         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4476 }
4477
4478 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4479         struct eventfd_ctx *eventfd)
4480 {
4481         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4482 }
4483
4484 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4485         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4486 {
4487         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4488
4489         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4490         if (!event)
4491                 return -ENOMEM;
4492
4493         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4494
4495         event->eventfd = eventfd;
4496         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4497
4498         /* already in OOM ? */
4499         if (memcg->under_oom)
4500                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4501         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4502
4503         return 0;
4504 }
4505
4506 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4507         struct eventfd_ctx *eventfd)
4508 {
4509         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4510
4511         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4512
4513         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4514                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4515                         list_del(&ev->list);
4516                         kfree(ev);
4517                 }
4518         }
4519
4520         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4521 }
4522
4523 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4524 {
4525         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4526
4527         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4528         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4529         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4530                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4531         return 0;
4532 }
4533
4534 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4535         struct cftype *cft, u64 val)
4536 {
4537         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4538
4539         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4540         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4541                 return -EINVAL;
4542
4543         memcg->oom_kill_disable = val;
4544         if (!val)
4545                 memcg_oom_recover(memcg);
4546
4547         return 0;
4548 }
4549
4550 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4551
4552 #include <trace/events/writeback.h>
4553
4554 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4555 {
4556         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4557 }
4558
4559 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4560 {
4561         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4562 }
4563
4564 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4565 {
4566         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4567 }
4568
4569 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4570 {
4571         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4572
4573         if (!memcg->css.parent)
4574                 return NULL;
4575
4576         return &memcg->cgwb_domain;
4577 }
4578
4579 /*
4580  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4581  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4582  */
4583 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4584 {
4585         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4586         int cpu;
4587
4588         for_each_online_cpu(cpu)
4589                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4590         if (x < 0)
4591                 x = 0;
4592         return x;
4593 }
4594
4595 /**
4596  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4597  * @wb: bdi_writeback in question
4598  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4599  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4600  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4601  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4602  *
4603  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4604  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4605  * is a bit more involved.
4606  *
4607  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4608  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4609  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4610  * available memory in the system.  The caller should further cap
4611  * *@pheadroom accordingly.
4612  */
4613 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4614                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4615                          unsigned long *pwriteback)
4616 {
4617         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4618         struct mem_cgroup *parent;
4619
4620         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4621
4622         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4623         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4624                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4625         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4626
4627         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4628                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4629                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4630                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4631
4632                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4633                 memcg = parent;
4634         }
4635 }
4636
4637 /*
4638  * Foreign dirty flushing
4639  *
4640  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4641  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4642  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4643  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4644  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4645  * different cgroups isn't a common use-case.
4646  *
4647  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4648  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4649  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4650  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4651  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4652  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4653  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4654  * make writeback of the dirty pages happen.
4655  *
4656  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4657  * severely throttled after making some progress after each
4658  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4659  * completely idle.
4660  *
4661  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4662  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4663  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4664  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4665  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4666  *
4667  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4668  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4669  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4670  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4671  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4672  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4673  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4674  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4675  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4676  *
4677  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4678  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4679  * records are lockless and racy.
4680  */
4681 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4682                                              struct bdi_writeback *wb)
4683 {
4684         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4685         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4686         u64 now = get_jiffies_64();
4687         u64 oldest_at = now;
4688         int oldest = -1;
4689         int i;
4690
4691         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4692
4693         /*
4694          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4695          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4696          * written out.
4697          */
4698         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4699                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4700                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4701                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4702                         break;
4703                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4704                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4705                         oldest = i;
4706                         oldest_at = frn->at;
4707                 }
4708         }
4709
4710         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4711                 /*
4712                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4713                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4714                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4715                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4716                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4717                  */
4718                 unsigned long update_intv =
4719                         min_t(unsigned long, HZ,
4720                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4721
4722                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4723                         frn->at = now;
4724         } else if (oldest >= 0) {
4725                 /* replace the oldest free one */
4726                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4727                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4728                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4729                 frn->at = now;
4730         }
4731 }
4732
4733 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4734 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4735 {
4736         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4737         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4738         u64 now = jiffies_64;
4739         int i;
4740
4741         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4742                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4743
4744                 /*
4745                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4746                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4747                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4748                  * already one in flight.
4749                  */
4750                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4751                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4752                         frn->at = 0;
4753                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4754                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4755                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4756                                                &frn->done);
4757                 }
4758         }
4759 }
4760
4761 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4762
4763 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4764 {
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4769 {
4770 }
4771
4772 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4773 {
4774 }
4775
4776 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4777
4778 /*
4779  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4780  *
4781  * "cgroup.event_control" implementation.
4782  *
4783  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4784  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4785  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4786  *
4787  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4788  * possible.
4789  */
4790
4791 /*
4792  * Unregister event and free resources.
4793  *
4794  * Gets called from workqueue.
4795  */
4796 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4797 {
4798         struct mem_cgroup_event *event =
4799                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4800         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4801
4802         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4803
4804         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4805
4806         /* Notify userspace the event is going away. */
4807         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4808
4809         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4810         kfree(event);
4811         css_put(&memcg->css);
4812 }
4813
4814 /*
4815  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4816  *
4817  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4818  */
4819 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4820                             int sync, void *key)
4821 {
4822         struct mem_cgroup_event *event =
4823                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4824         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4825         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4826
4827         if (flags & EPOLLHUP) {
4828                 /*
4829                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4830                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4831                  * for us.
4832                  *
4833                  * We can't race against event freeing since the other
4834                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4835                  * which we hold.
4836                  */
4837                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4838                 if (!list_empty(&event->list)) {
4839                         list_del_init(&event->list);
4840                         /*
4841                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4842                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4843                          */
4844                         schedule_work(&event->remove);
4845                 }
4846                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4847         }
4848
4849         return 0;
4850 }
4851
4852 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4853                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4854 {
4855         struct mem_cgroup_event *event =
4856                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4857
4858         event->wqh = wqh;
4859         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4860 }
4861
4862 /*
4863  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4864  *
4865  * Parse input and register new cgroup event handler.
4866  *
4867  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4868  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4869  */
4870 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4871                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4872 {
4873         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4874         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4875         struct mem_cgroup_event *event;
4876         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4877         unsigned int efd, cfd;
4878         struct fd efile;
4879         struct fd cfile;
4880         const char *name;
4881         char *endp;
4882         int ret;
4883
4884         buf = strstrip(buf);
4885
4886         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4887         if (*endp != ' ')
4888                 return -EINVAL;
4889         buf = endp + 1;
4890
4891         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4892         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4893                 return -EINVAL;
4894         buf = endp + 1;
4895
4896         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4897         if (!event)
4898                 return -ENOMEM;
4899
4900         event->memcg = memcg;
4901         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4902         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4903         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4904         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4905
4906         efile = fdget(efd);
4907         if (!efile.file) {
4908                 ret = -EBADF;
4909                 goto out_kfree;
4910         }
4911
4912         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4913         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4914                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4915                 goto out_put_efile;
4916         }
4917
4918         cfile = fdget(cfd);
4919         if (!cfile.file) {
4920                 ret = -EBADF;
4921                 goto out_put_eventfd;
4922         }
4923
4924         /* the process need read permission on control file */
4925         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4926         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4927         if (ret < 0)
4928                 goto out_put_cfile;
4929
4930         /*
4931          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4932          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4933          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4934          * is for compatibility anyway.
4935          *
4936          * DO NOT ADD NEW FILES.
4937          */
4938         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4939
4940         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4941                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4942                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4943         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4944                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4945                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4946         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4947                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4948                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4949         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4950                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4951                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4952         } else {
4953                 ret = -EINVAL;
4954                 goto out_put_cfile;
4955         }
4956
4957         /*
4958          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4959          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4960          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4961          */
4962         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4963                                                &memory_cgrp_subsys);
4964         ret = -EINVAL;
4965         if (IS_ERR(cfile_css))
4966                 goto out_put_cfile;
4967         if (cfile_css != css) {
4968                 css_put(cfile_css);
4969                 goto out_put_cfile;
4970         }
4971
4972         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4973         if (ret)
4974                 goto out_put_css;
4975
4976         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4977
4978         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4979         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4980         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4981
4982         fdput(cfile);
4983         fdput(efile);
4984
4985         return nbytes;
4986
4987 out_put_css:
4988         css_put(css);
4989 out_put_cfile:
4990         fdput(cfile);
4991 out_put_eventfd:
4992         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4993 out_put_efile:
4994         fdput(efile);
4995 out_kfree:
4996         kfree(event);
4997
4998         return ret;
4999 }
5000
5001 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5002         {
5003                 .name = "usage_in_bytes",
5004                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5005                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5006         },
5007         {
5008                 .name = "max_usage_in_bytes",
5009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5010                 .write = mem_cgroup_reset,
5011                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5012         },
5013         {
5014                 .name = "limit_in_bytes",
5015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5016                 .write = mem_cgroup_write,
5017                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5018         },
5019         {
5020                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5021                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5022                 .write = mem_cgroup_write,
5023                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5024         },
5025         {
5026                 .name = "failcnt",
5027                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5028                 .write = mem_cgroup_reset,
5029                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5030         },
5031         {
5032                 .name = "stat",
5033                 .seq_show = memcg_stat_show,
5034         },
5035         {
5036                 .name = "force_empty",
5037                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5038         },
5039         {
5040                 .name = "use_hierarchy",
5041                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5042                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5043         },
5044         {
5045                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5046                 .write = memcg_write_event_control,
5047                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5048         },
5049         {
5050                 .name = "swappiness",
5051                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5052                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5053         },
5054         {
5055                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5056                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5057                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5058         },
5059         {
5060                 .name = "oom_control",
5061                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5062                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5063                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5064         },
5065         {
5066                 .name = "pressure_level",
5067         },
5068 #ifdef CONFIG_NUMA
5069         {
5070                 .name = "numa_stat",
5071                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5072         },
5073 #endif
5074         {
5075                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5076                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5077                 .write = mem_cgroup_write,
5078                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5079         },
5080         {
5081                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5082                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5083                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5084         },
5085         {
5086                 .name = "kmem.failcnt",
5087                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5088                 .write = mem_cgroup_reset,
5089                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5090         },
5091         {
5092                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5093                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5094                 .write = mem_cgroup_reset,
5095                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5096         },
5097 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5098         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5099         {
5100                 .name = "kmem.slabinfo",
5101                 .seq_show = memcg_slab_show,
5102         },
5103 #endif
5104         {
5105                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5106                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5107                 .write = mem_cgroup_write,
5108                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5109         },
5110         {
5111                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5112                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5114         },
5115         {
5116                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5118                 .write = mem_cgroup_reset,
5119                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5120         },
5121         {
5122                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5123                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5124                 .write = mem_cgroup_reset,
5125                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5126         },
5127         { },    /* terminate */
5128 };
5129
5130 /*
5131  * Private memory cgroup IDR
5132  *
5133  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5134  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5135  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5136  * memory-controlled cgroups to 64k.
5137  *
5138  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5139  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5140  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5141  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5142  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5143  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5144  *
5145  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5146  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5147  * when the CSS is offlined.
5148  *
5149  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5150  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5151  * those references are manageable from userspace.
5152  */
5153
5154 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5155
5156 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5157 {
5158         if (memcg->id.id > 0) {
5159                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5160                 memcg->id.id = 0;
5161         }
5162 }
5163
5164 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5165                                                   unsigned int n)
5166 {
5167         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5168 }
5169
5170 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5171 {
5172         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5173                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5174
5175                 /* Memcg ID pins CSS */
5176                 css_put(&memcg->css);
5177         }
5178 }
5179
5180 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5181 {
5182         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5183 }
5184
5185 /**
5186  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5187  * @id: the memcg id to look up
5188  *
5189  * Caller must hold rcu_read_lock().
5190  */
5191 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5192 {
5193         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5194         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5195 }
5196
5197 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5198 {
5199         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5200         int tmp = node;
5201         /*
5202          * This routine is called against possible nodes.
5203          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5204          *
5205          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5206          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5207          *       function.
5208          */
5209         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5210                 tmp = -1;
5211         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5212         if (!pn)
5213                 return 1;
5214
5215         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5216                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5217         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5218                 kfree(pn);
5219                 return 1;
5220         }
5221
5222         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5223                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5224         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5225                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5226                 kfree(pn);
5227                 return 1;
5228         }
5229
5230         lruvec_init(&pn->lruvec);
5231         pn->usage_in_excess = 0;
5232         pn->on_tree = false;
5233         pn->memcg = memcg;
5234
5235         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5236         return 0;
5237 }
5238
5239 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5240 {
5241         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5242
5243         if (!pn)
5244                 return;
5245
5246         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5247         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5248         kfree(pn);
5249 }
5250
5251 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5252 {
5253         int node;
5254
5255         for_each_node(node)
5256                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5257         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5258         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5259         kfree(memcg);
5260 }
5261
5262 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5263 {
5264         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5265         /*
5266          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5267          * on parent's and all ancestor levels.
5268          */
5269         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5270         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5271         __mem_cgroup_free(memcg);
5272 }
5273
5274 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5275 {
5276         struct mem_cgroup *memcg;
5277         unsigned int size;
5278         int node;
5279         int __maybe_unused i;
5280         long error = -ENOMEM;
5281
5282         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5283         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5284
5285         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5286         if (!memcg)
5287                 return ERR_PTR(error);
5288
5289         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5290                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5291                                  GFP_KERNEL);
5292         if (memcg->id.id < 0) {
5293                 error = memcg->id.id;
5294                 goto fail;
5295         }
5296
5297         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5298                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5299         if (!memcg->vmstats_local)
5300                 goto fail;
5301
5302         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5303                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5304         if (!memcg->vmstats_percpu)
5305                 goto fail;
5306
5307         for_each_node(node)
5308                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5309                         goto fail;
5310
5311         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5312                 goto fail;
5313
5314         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5315         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5316         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5317         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5318         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5319         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5320         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5321         memcg->socket_pressure = jiffies;
5322 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5323         memcg->kmemcg_id = -1;
5324         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5325 #endif
5326 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5327         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5328         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5329                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5330                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5331 #endif
5332 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5333         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5334         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5335         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5336 #endif
5337         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5338         return memcg;
5339 fail:
5340         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5341         __mem_cgroup_free(memcg);
5342         return ERR_PTR(error);
5343 }
5344
5345 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5346 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5347 {
5348         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5349         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5350         long error = -ENOMEM;
5351
5352         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5353         memcg = mem_cgroup_alloc();
5354         set_active_memcg(old_memcg);
5355         if (IS_ERR(memcg))
5356                 return ERR_CAST(memcg);
5357
5358         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5359         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5360         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5361         if (parent) {
5362                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5363                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5364         }
5365         if (!parent) {
5366                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5367                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5368                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5369                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5370         } else if (parent->use_hierarchy) {
5371                 memcg->use_hierarchy = true;
5372                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5373                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5374                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5375                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5376         } else {
5377                 page_counter_init(&memcg->memory, &root_mem_cgroup->memory);
5378                 page_counter_init(&memcg->swap, &root_mem_cgroup->swap);
5379                 page_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5380                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &root_mem_cgroup->tcpmem);
5381                 /*
5382                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5383                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5384                  * unfortunate state in our controller.
5385                  */
5386                 if (parent != root_mem_cgroup)
5387                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5388         }
5389
5390         /* The following stuff does not apply to the root */
5391         if (!parent) {
5392                 root_mem_cgroup = memcg;
5393                 return &memcg->css;
5394         }
5395
5396         error = memcg_online_kmem(memcg);
5397         if (error)
5398                 goto fail;
5399
5400         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5401                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5402
5403         return &memcg->css;
5404 fail:
5405         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5406         mem_cgroup_free(memcg);
5407         return ERR_PTR(error);
5408 }
5409
5410 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5411 {
5412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5413
5414         /*
5415          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5416          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5417          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5418          */
5419         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5420                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5421                 return -ENOMEM;
5422         }
5423
5424         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5425         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5426         css_get(css);
5427         return 0;
5428 }
5429
5430 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5431 {
5432         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5433         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5434
5435         /*
5436          * Unregister events and notify userspace.
5437          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5438          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5439          */
5440         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5441         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5442                 list_del_init(&event->list);
5443                 schedule_work(&event->remove);
5444         }
5445         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5446
5447         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5448         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5449
5450         memcg_offline_kmem(memcg);
5451         wb_memcg_offline(memcg);
5452
5453         drain_all_stock(memcg);
5454
5455         mem_cgroup_id_put(memcg);
5456 }
5457
5458 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5459 {
5460         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5461
5462         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5463 }
5464
5465 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5466 {
5467         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5468         int __maybe_unused i;
5469
5470 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5471         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5472                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5473 #endif
5474         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5475                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5476
5477         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5478                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5479
5480         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5481         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5482         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5483         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5484         memcg_free_kmem(memcg);
5485         mem_cgroup_free(memcg);
5486 }
5487
5488 /**
5489  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5490  * @css: the target css
5491  *
5492  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5493  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5494  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5495  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5496  * made visible again.
5497  *
5498  * The current implementation only resets the essential configurations.
5499  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5500  */
5501 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5502 {
5503         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5504
5505         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5506         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5507         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5508         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5509         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5510         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5511         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5512         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5513         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5514         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5515 }
5516
5517 #ifdef CONFIG_MMU
5518 /* Handlers for move charge at task migration. */
5519 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5520 {
5521         int ret;
5522
5523         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5524         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5525         if (!ret) {
5526                 mc.precharge += count;
5527                 return ret;
5528         }
5529
5530         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5531         while (count--) {
5532                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5533                 if (ret)
5534                         return ret;
5535                 mc.precharge++;
5536                 cond_resched();
5537         }
5538         return 0;
5539 }
5540
5541 union mc_target {
5542         struct page     *page;
5543         swp_entry_t     ent;
5544 };
5545
5546 enum mc_target_type {
5547         MC_TARGET_NONE = 0,
5548         MC_TARGET_PAGE,
5549         MC_TARGET_SWAP,
5550         MC_TARGET_DEVICE,
5551 };
5552
5553 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5554                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5555 {
5556         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5557
5558         if (!page || !page_mapped(page))
5559                 return NULL;
5560         if (PageAnon(page)) {
5561                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5562                         return NULL;
5563         } else {
5564                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5565                         return NULL;
5566         }
5567         if (!get_page_unless_zero(page))
5568                 return NULL;
5569
5570         return page;
5571 }
5572
5573 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5574 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5575                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5576 {
5577         struct page *page = NULL;
5578         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5579
5580         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5581                 return NULL;
5582
5583         /*
5584          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5585          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5586          * as special swap entry in the CPU page table.
5587          */
5588         if (is_device_private_entry(ent)) {
5589                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5590                 /*
5591                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5592                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5593                  */
5594                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5595                         return NULL;
5596                 return page;
5597         }
5598
5599         if (non_swap_entry(ent))
5600                 return NULL;
5601
5602         /*
5603          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5604          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5605          */
5606         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5607         entry->val = ent.val;
5608
5609         return page;
5610 }
5611 #else
5612 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5613                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5614 {
5615         return NULL;
5616 }
5617 #endif
5618
5619 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5620                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5621 {
5622         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5623                 return NULL;
5624         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5625                 return NULL;
5626
5627         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5628         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5629         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5630                         linear_page_index(vma, addr));
5631 }
5632
5633 /**
5634  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5635  * @page: the page
5636  * @compound: charge the page as compound or small page
5637  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5638  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5639  *
5640  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5641  *
5642  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5643  * from old cgroup.
5644  */
5645 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5646                                    bool compound,
5647                                    struct mem_cgroup *from,
5648                                    struct mem_cgroup *to)
5649 {
5650         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5651         struct pglist_data *pgdat;
5652         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5653         int ret;
5654
5655         VM_BUG_ON(from == to);
5656         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5657         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5658
5659         /*
5660          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5661          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5662          */
5663         ret = -EBUSY;
5664         if (!trylock_page(page))
5665                 goto out;
5666
5667         ret = -EINVAL;
5668         if (page->mem_cgroup != from)
5669                 goto out_unlock;
5670
5671         pgdat = page_pgdat(page);
5672         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5673         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5674
5675         lock_page_memcg(page);
5676
5677         if (PageAnon(page)) {
5678                 if (page_mapped(page)) {
5679                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5680                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5681                         if (PageTransHuge(page)) {
5682                                 __dec_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS);
5683                                 __inc_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS);
5684                         }
5685
5686                 }
5687         } else {
5688                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5689                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5690
5691                 if (PageSwapBacked(page)) {
5692                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5693                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5694                 }
5695
5696                 if (page_mapped(page)) {
5697                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5698                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5699                 }
5700
5701                 if (PageDirty(page)) {
5702                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5703
5704                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5705                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5706                                                    -nr_pages);
5707                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5708                                                    nr_pages);
5709                         }
5710                 }
5711         }
5712
5713         if (PageWriteback(page)) {
5714                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5715                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5716         }
5717
5718         /*
5719          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5720          *
5721          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5722          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5723          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5724          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5725          *
5726          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5727          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5728          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5729          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5730          */
5731         smp_mb();
5732
5733         css_get(&to->css);
5734         css_put(&from->css);
5735
5736         page->mem_cgroup = to;
5737
5738         __unlock_page_memcg(from);
5739
5740         ret = 0;
5741
5742         local_irq_disable();
5743         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5744         memcg_check_events(to, page);
5745         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5746         memcg_check_events(from, page);
5747         local_irq_enable();
5748 out_unlock:
5749         unlock_page(page);
5750 out:
5751         return ret;
5752 }
5753
5754 /**
5755  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5756  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5757  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5758  * @ptent: the pte to be checked
5759  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5760  *
5761  * Returns
5762  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5763  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5764  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5765  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5766  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5767  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5768  *     in target->ent.
5769  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5770  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5771  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5772  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5773  *     regular page.
5774  *
5775  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5776  *
5777  * Called with pte lock held.
5778  */
5779
5780 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5781                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5782 {
5783         struct page *page = NULL;
5784         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5785         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5786
5787         if (pte_present(ptent))
5788                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5789         else if (is_swap_pte(ptent))
5790                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5791         else if (pte_none(ptent))
5792                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5793
5794         if (!page && !ent.val)
5795                 return ret;
5796         if (page) {
5797                 /*
5798                  * Do only loose check w/o serialization.
5799                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5800                  * not under LRU exclusion.
5801                  */
5802                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5803                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5804                         if (is_device_private_page(page))
5805                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5806                         if (target)
5807                                 target->page = page;
5808                 }
5809                 if (!ret || !target)
5810                         put_page(page);
5811         }
5812         /*
5813          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5814          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5815          */
5816         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5817             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5818                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5819                 if (target)
5820                         target->ent = ent;
5821         }
5822         return ret;
5823 }
5824
5825 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5826 /*
5827  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5828  * not support them for now.
5829  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5830  */
5831 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5832                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5833 {
5834         struct page *page = NULL;
5835         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5836
5837         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5838                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5839                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5840                 return ret;
5841         }
5842         page = pmd_page(pmd);
5843         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5844         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5845                 return ret;
5846         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5847                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5848                 if (target) {
5849                         get_page(page);
5850                         target->page = page;
5851                 }
5852         }
5853         return ret;
5854 }
5855 #else
5856 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5857                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5858 {
5859         return MC_TARGET_NONE;
5860 }
5861 #endif
5862
5863 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5864                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5865                                         struct mm_walk *walk)
5866 {
5867         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5868         pte_t *pte;
5869         spinlock_t *ptl;
5870
5871         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5872         if (ptl) {
5873                 /*
5874                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5875                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5876                  * this might change.
5877                  */
5878                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5879                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5880                 spin_unlock(ptl);
5881                 return 0;
5882         }
5883
5884         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5885                 return 0;
5886         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5887         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5888                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5889                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5890         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5891         cond_resched();
5892
5893         return 0;
5894 }
5895
5896 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5897         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5898 };
5899
5900 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5901 {
5902         unsigned long precharge;
5903
5904         mmap_read_lock(mm);
5905         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5906         mmap_read_unlock(mm);
5907
5908         precharge = mc.precharge;
5909         mc.precharge = 0;
5910
5911         return precharge;
5912 }
5913
5914 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5915 {
5916         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5917
5918         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5919         mc.moving_task = current;
5920         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5921 }
5922
5923 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5924 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5925 {
5926         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5927         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5928
5929         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5930         if (mc.precharge) {
5931                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5932                 mc.precharge = 0;
5933         }
5934         /*
5935          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5936          * we must uncharge here.
5937          */
5938         if (mc.moved_charge) {
5939                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5940                 mc.moved_charge = 0;
5941         }
5942         /* we must fixup refcnts and charges */
5943         if (mc.moved_swap) {
5944                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5945                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5946                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5947
5948                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5949
5950                 /*
5951                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5952                  * should uncharge to->memory.
5953                  */
5954                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5955                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5956
5957                 mc.moved_swap = 0;
5958         }
5959         memcg_oom_recover(from);
5960         memcg_oom_recover(to);
5961         wake_up_all(&mc.waitq);
5962 }
5963
5964 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5965 {
5966         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5967
5968         /*
5969          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5970          * task migration.
5971          */
5972         mc.moving_task = NULL;
5973         __mem_cgroup_clear_mc();
5974         spin_lock(&mc.lock);
5975         mc.from = NULL;
5976         mc.to = NULL;
5977         mc.mm = NULL;
5978         spin_unlock(&mc.lock);
5979
5980         mmput(mm);
5981 }
5982
5983 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5984 {
5985         struct cgroup_subsys_state *css;
5986         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5987         struct mem_cgroup *from;
5988         struct task_struct *leader, *p;
5989         struct mm_struct *mm;
5990         unsigned long move_flags;
5991         int ret = 0;
5992
5993         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5994         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5995                 return 0;
5996
5997         /*
5998          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5999          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6000          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6001          * multiple.
6002          */
6003         p = NULL;
6004         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6005                 WARN_ON_ONCE(p);
6006                 p = leader;
6007                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6008         }
6009         if (!p)
6010                 return 0;
6011
6012         /*
6013          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6014          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6015          * So we need to save it, and keep it going.
6016          */
6017         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6018         if (!move_flags)
6019                 return 0;
6020
6021         from = mem_cgroup_from_task(p);
6022
6023         VM_BUG_ON(from == memcg);
6024
6025         mm = get_task_mm(p);
6026         if (!mm)
6027                 return 0;
6028         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6029         if (mm->owner == p) {
6030                 VM_BUG_ON(mc.from);
6031                 VM_BUG_ON(mc.to);
6032                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6033                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6034                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6035
6036                 spin_lock(&mc.lock);
6037                 mc.mm = mm;
6038                 mc.from = from;
6039                 mc.to = memcg;
6040                 mc.flags = move_flags;
6041                 spin_unlock(&mc.lock);
6042                 /* We set mc.moving_task later */
6043
6044                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6045                 if (ret)
6046                         mem_cgroup_clear_mc();
6047         } else {
6048                 mmput(mm);
6049         }
6050         return ret;
6051 }
6052
6053 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6054 {
6055         if (mc.to)
6056                 mem_cgroup_clear_mc();
6057 }
6058
6059 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6060                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6061                                 struct mm_walk *walk)
6062 {
6063         int ret = 0;
6064         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6065         pte_t *pte;
6066         spinlock_t *ptl;
6067         enum mc_target_type target_type;
6068         union mc_target target;
6069         struct page *page;
6070
6071         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6072         if (ptl) {
6073                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6074                         spin_unlock(ptl);
6075                         return 0;
6076                 }
6077                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6078                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6079                         page = target.page;
6080                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6081                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6082                                                              mc.from, mc.to)) {
6083                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6084                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6085                                 }
6086                                 putback_lru_page(page);
6087                         }
6088                         put_page(page);
6089                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6090                         page = target.page;
6091                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6092                                                      mc.from, mc.to)) {
6093                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6094                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6095                         }
6096                         put_page(page);
6097                 }
6098                 spin_unlock(ptl);
6099                 return 0;
6100         }
6101
6102         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6103                 return 0;
6104 retry:
6105         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6106         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6107                 pte_t ptent = *(pte++);
6108                 bool device = false;
6109                 swp_entry_t ent;
6110
6111                 if (!mc.precharge)
6112                         break;
6113
6114                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6115                 case MC_TARGET_DEVICE:
6116                         device = true;
6117                         fallthrough;
6118                 case MC_TARGET_PAGE:
6119                         page = target.page;
6120                         /*
6121                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6122                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6123                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6124                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6125                          */
6126                         if (PageTransCompound(page))
6127                                 goto put;
6128                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6129                                 goto put;
6130                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6131                                                 mc.from, mc.to)) {
6132                                 mc.precharge--;
6133                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6134                                 mc.moved_charge++;
6135                         }
6136                         if (!device)
6137                                 putback_lru_page(page);
6138 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6139                         put_page(page);
6140                         break;
6141                 case MC_TARGET_SWAP:
6142                         ent = target.ent;
6143                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6144                                 mc.precharge--;
6145                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6146                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6147                                 mc.moved_swap++;
6148                         }
6149                         break;
6150                 default:
6151                         break;
6152                 }
6153         }
6154         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6155         cond_resched();
6156
6157         if (addr != end) {
6158                 /*
6159                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6160                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6161                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6162                  * phase.
6163                  */
6164                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6165                 if (!ret)
6166                         goto retry;
6167         }
6168
6169         return ret;
6170 }
6171
6172 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6173         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6174 };
6175
6176 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6177 {
6178         lru_add_drain_all();
6179         /*
6180          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6181          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6182          * for already started RCU-only updates to finish.
6183          */
6184         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6185         synchronize_rcu();
6186 retry:
6187         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6188                 /*
6189                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6190                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6191                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6192                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6193                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6194                  */
6195                 __mem_cgroup_clear_mc();
6196                 cond_resched();
6197                 goto retry;
6198         }
6199         /*
6200          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6201          * additional charge, the page walk just aborts.
6202          */
6203         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6204                         NULL);
6205
6206         mmap_read_unlock(mc.mm);
6207         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6208 }
6209
6210 static void mem_cgroup_move_task(void)
6211 {
6212         if (mc.to) {
6213                 mem_cgroup_move_charge();
6214                 mem_cgroup_clear_mc();
6215         }
6216 }
6217 #else   /* !CONFIG_MMU */
6218 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6219 {
6220         return 0;
6221 }
6222 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6223 {
6224 }
6225 static void mem_cgroup_move_task(void)
6226 {
6227 }
6228 #endif
6229
6230 /*
6231  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6232  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6233  * attempt.
6234  */
6235 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6236 {
6237         /*
6238          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6239          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6240          * on for the root memcg is enough.
6241          */
6242         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6243                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6244         else
6245                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6246 }
6247
6248 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6249 {
6250         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6251                 seq_puts(m, "max\n");
6252         else
6253                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6254
6255         return 0;
6256 }
6257
6258 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6259                                struct cftype *cft)
6260 {
6261         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6262
6263         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6264 }
6265
6266 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6267 {
6268         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6269                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6270 }
6271
6272 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6273                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6274 {
6275         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6276         unsigned long min;
6277         int err;
6278
6279         buf = strstrip(buf);
6280         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6281         if (err)
6282                 return err;
6283
6284         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6285
6286         return nbytes;
6287 }
6288
6289 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6290 {
6291         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6292                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6293 }
6294
6295 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6296                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6297 {
6298         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6299         unsigned long low;
6300         int err;
6301
6302         buf = strstrip(buf);
6303         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6304         if (err)
6305                 return err;
6306
6307         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6308
6309         return nbytes;
6310 }
6311
6312 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6313 {
6314         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6315                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6316 }
6317
6318 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6319                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6320 {
6321         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6322         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6323         bool drained = false;
6324         unsigned long high;
6325         int err;
6326
6327         buf = strstrip(buf);
6328         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6329         if (err)
6330                 return err;
6331
6332         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6333
6334         for (;;) {
6335                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6336                 unsigned long reclaimed;
6337
6338                 if (nr_pages <= high)
6339                         break;
6340
6341                 if (signal_pending(current))
6342                         break;
6343
6344                 if (!drained) {
6345                         drain_all_stock(memcg);
6346                         drained = true;
6347                         continue;
6348                 }
6349
6350                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6351                                                          GFP_KERNEL, true);
6352
6353                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6354                         break;
6355         }
6356
6357         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6358         return nbytes;
6359 }
6360
6361 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6362 {
6363         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6364                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6365 }
6366
6367 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6368                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6369 {
6370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6371         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6372         bool drained = false;
6373         unsigned long max;
6374         int err;
6375
6376         buf = strstrip(buf);
6377         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6378         if (err)
6379                 return err;
6380
6381         xchg(&memcg->memory.max, max);
6382
6383         for (;;) {
6384                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6385
6386                 if (nr_pages <= max)
6387                         break;
6388
6389                 if (signal_pending(current))
6390                         break;
6391
6392                 if (!drained) {
6393                         drain_all_stock(memcg);
6394                         drained = true;
6395                         continue;
6396                 }
6397
6398                 if (nr_reclaims) {
6399                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6400                                                           GFP_KERNEL, true))
6401                                 nr_reclaims--;
6402                         continue;
6403                 }
6404
6405                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6406                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6407                         break;
6408         }
6409
6410         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6411         return nbytes;
6412 }
6413
6414 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6415 {
6416         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6417         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6418         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6419         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6420         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6421                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6422 }
6423
6424 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6425 {
6426         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6427
6428         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6429         return 0;
6430 }
6431
6432 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6433 {
6434         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6435
6436         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6437         return 0;
6438 }
6439
6440 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6441 {
6442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6443         char *buf;
6444
6445         buf = memory_stat_format(memcg);
6446         if (!buf)
6447                 return -ENOMEM;
6448         seq_puts(m, buf);
6449         kfree(buf);
6450         return 0;
6451 }
6452
6453 #ifdef CONFIG_NUMA
6454 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6455 {
6456         int i;
6457         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6458
6459         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6460                 int nid;
6461
6462                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6463                         continue;
6464
6465                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6466                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6467                         u64 size;
6468                         struct lruvec *lruvec;
6469
6470                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6471                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6472                         size *= memory_stats[i].ratio;
6473                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6474                 }
6475                 seq_putc(m, '\n');
6476         }
6477
6478         return 0;
6479 }
6480 #endif
6481
6482 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6483 {
6484         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6485
6486         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6487
6488         return 0;
6489 }
6490
6491 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6492                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6493 {
6494         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6495         int ret, oom_group;
6496
6497         buf = strstrip(buf);
6498         if (!buf)
6499                 return -EINVAL;
6500
6501         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6502         if (ret)
6503                 return ret;
6504
6505         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6506                 return -EINVAL;
6507
6508         memcg->oom_group = oom_group;
6509
6510         return nbytes;
6511 }
6512
6513 static struct cftype memory_files[] = {
6514         {
6515                 .name = "current",
6516                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6517                 .read_u64 = memory_current_read,
6518         },
6519         {
6520                 .name = "min",
6521                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6522                 .seq_show = memory_min_show,
6523                 .write = memory_min_write,
6524         },
6525         {
6526                 .name = "low",
6527                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6528                 .seq_show = memory_low_show,
6529                 .write = memory_low_write,
6530         },
6531         {
6532                 .name = "high",
6533                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6534                 .seq_show = memory_high_show,
6535                 .write = memory_high_write,
6536         },
6537         {
6538                 .name = "max",
6539                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6540                 .seq_show = memory_max_show,
6541                 .write = memory_max_write,
6542         },
6543         {
6544                 .name = "events",
6545                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6546                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6547                 .seq_show = memory_events_show,
6548         },
6549         {
6550                 .name = "events.local",
6551                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6552                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6553                 .seq_show = memory_events_local_show,
6554         },
6555         {
6556                 .name = "stat",
6557                 .seq_show = memory_stat_show,
6558         },
6559 #ifdef CONFIG_NUMA
6560         {
6561                 .name = "numa_stat",
6562                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6563         },
6564 #endif
6565         {
6566                 .name = "oom.group",
6567                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6568                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6569                 .write = memory_oom_group_write,
6570         },
6571         { }     /* terminate */
6572 };
6573
6574 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6575         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6576         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6577         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6578         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6579         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6580         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6581         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6582         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6583         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6584         .bind = mem_cgroup_bind,
6585         .dfl_cftypes = memory_files,
6586         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6587         .early_init = 0,
6588 };
6589
6590 /*
6591  * This function calculates an individual cgroup's effective
6592  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6593  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6594  * distribution in the tree.
6595  *
6596  * The following rules apply to the effective protection values:
6597  *
6598  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6599  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6600  *
6601  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6602  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6603  *    parent's effective protection.
6604  *
6605  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6606  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6607  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6608  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6609  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6610  *
6611  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6612  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6613  *    the unused remainder is available to its siblings.
6614  *
6615  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6616  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6617  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6618  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6619  *
6620  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6621  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6622  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6623  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6624  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6625  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6626  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6627  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6628  *
6629  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6630  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6631  * neighboring subtrees.
6632  */
6633 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6634                                           unsigned long parent_usage,
6635                                           unsigned long setting,
6636                                           unsigned long parent_effective,
6637                                           unsigned long siblings_protected)
6638 {
6639         unsigned long protected;
6640         unsigned long ep;
6641
6642         protected = min(usage, setting);
6643         /*
6644          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6645          * protection then what the parent affords them, distribute
6646          * shares in proportion to utilization.
6647          *
6648          * We are using actual utilization rather than the statically
6649          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6650          * but unused protection is available to siblings that would
6651          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6652          */
6653         if (siblings_protected > parent_effective)
6654                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6655
6656         /*
6657          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6658          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6659          * and utilizes is effectively protected.
6660          *
6661          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6662          * will apply pressure in proportion to that amount.
6663          *
6664          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6665          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6666          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6667          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6668          * protection is always dependent on how memory is actually
6669          * consumed among the siblings anyway.
6670          */
6671         ep = protected;
6672
6673         /*
6674          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6675          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6676          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6677          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6678          * other compete freely over the allowance, but they are
6679          * collectively protected from neighboring trees.
6680          *
6681          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6682          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6683          * the same bytes twice.
6684          *
6685          * Check both usage and parent_usage against the respective
6686          * protected values. One should imply the other, but they
6687          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6688          */
6689         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6690                 return ep;
6691         if (parent_effective > siblings_protected &&
6692             parent_usage > siblings_protected &&
6693             usage > protected) {
6694                 unsigned long unclaimed;
6695
6696                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6697                 unclaimed *= usage - protected;
6698                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6699
6700                 ep += unclaimed;
6701         }
6702
6703         return ep;
6704 }
6705
6706 /**
6707  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6708  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6709  * @memcg: the memory cgroup to check
6710  *
6711  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6712  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6713  */
6714 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6715                                      struct mem_cgroup *memcg)
6716 {
6717         unsigned long usage, parent_usage;
6718         struct mem_cgroup *parent;
6719
6720         if (mem_cgroup_disabled())
6721                 return;
6722
6723         if (!root)
6724                 root = root_mem_cgroup;
6725
6726         /*
6727          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6728          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6729          * details.
6730          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6731          * that special casing.
6732          */
6733         if (memcg == root)
6734                 return;
6735
6736         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6737         if (!usage)
6738                 return;
6739
6740         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6741         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6742         if (!parent)
6743                 return;
6744
6745         if (parent == root) {
6746                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6747                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6748                 return;
6749         }
6750
6751         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6752
6753         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6754                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6755                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6756                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6757
6758         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6759                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6760                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6761                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6762 }
6763
6764 /**
6765  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6766  * @page: page to charge
6767  * @mm: mm context of the victim
6768  * @gfp_mask: reclaim mode
6769  *
6770  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6771  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6772  *
6773  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6774  */
6775 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6776 {
6777         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6778         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6779         int ret = 0;
6780
6781         if (mem_cgroup_disabled())
6782                 goto out;
6783
6784         if (PageSwapCache(page)) {
6785                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6786                 unsigned short id;
6787
6788                 /*
6789                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6790                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6791                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6792                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6793                  * in turn serializes uncharging.
6794                  */
6795                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6796                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6797                         goto out;
6798
6799                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6800                 rcu_read_lock();
6801                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6802                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6803                         memcg = NULL;
6804                 rcu_read_unlock();
6805         }
6806
6807         if (!memcg)
6808                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6809
6810         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6811         if (ret)
6812                 goto out_put;
6813
6814         css_get(&memcg->css);
6815         commit_charge(page, memcg);
6816
6817         local_irq_disable();
6818         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6819         memcg_check_events(memcg, page);
6820         local_irq_enable();
6821
6822         /*
6823          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6824          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6825          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6826          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6827          * the entire time.
6828          *
6829          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6830          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6831          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6832          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6833          */
6834         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6835                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6836                 /*
6837                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6838                  * let's not wait for it.  The page already received a
6839                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6840                  */
6841                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6842         }
6843
6844 out_put:
6845         css_put(&memcg->css);
6846 out:
6847         return ret;
6848 }
6849
6850 struct uncharge_gather {
6851         struct mem_cgroup *memcg;
6852         unsigned long nr_pages;
6853         unsigned long pgpgout;
6854         unsigned long nr_kmem;
6855         struct page *dummy_page;
6856 };
6857
6858 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6859 {
6860         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6861 }
6862
6863 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6864 {
6865         unsigned long flags;
6866
6867         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6868                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6869                 if (do_memsw_account())
6870                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6871                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6872                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6873                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6874         }
6875
6876         local_irq_save(flags);
6877         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6878         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6879         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6880         local_irq_restore(flags);
6881
6882         /* drop reference from uncharge_page */
6883         css_put(&ug->memcg->css);
6884 }
6885
6886 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6887 {
6888         unsigned long nr_pages;
6889
6890         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6891
6892         if (!page->mem_cgroup)
6893                 return;
6894
6895         /*
6896          * Nobody should be changing or seriously looking at
6897          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6898          * exclusive access to the page.
6899          */
6900
6901         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6902                 if (ug->memcg) {
6903                         uncharge_batch(ug);
6904                         uncharge_gather_clear(ug);
6905                 }
6906                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6907
6908                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6909                 css_get(&ug->memcg->css);
6910         }
6911
6912         nr_pages = compound_nr(page);
6913         ug->nr_pages += nr_pages;
6914
6915         if (!PageKmemcg(page)) {
6916                 ug->pgpgout++;
6917         } else {
6918                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6919                 __ClearPageKmemcg(page);
6920         }
6921
6922         ug->dummy_page = page;
6923         page->mem_cgroup = NULL;
6924         css_put(&ug->memcg->css);
6925 }
6926
6927 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6928 {
6929         struct uncharge_gather ug;
6930         struct list_head *next;
6931
6932         uncharge_gather_clear(&ug);
6933
6934         /*
6935          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6936          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6937          */
6938         next = page_list->next;
6939         do {
6940                 struct page *page;
6941
6942                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6943                 next = page->lru.next;
6944
6945                 uncharge_page(page, &ug);
6946         } while (next != page_list);
6947
6948         if (ug.memcg)
6949                 uncharge_batch(&ug);
6950 }
6951
6952 /**
6953  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6954  * @page: page to uncharge
6955  *
6956  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6957  */
6958 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6959 {
6960         struct uncharge_gather ug;
6961
6962         if (mem_cgroup_disabled())
6963                 return;
6964
6965         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6966         if (!page->mem_cgroup)
6967                 return;
6968
6969         uncharge_gather_clear(&ug);
6970         uncharge_page(page, &ug);
6971         uncharge_batch(&ug);
6972 }
6973
6974 /**
6975  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6976  * @page_list: list of pages to uncharge
6977  *
6978  * Uncharge a list of pages previously charged with
6979  * mem_cgroup_charge().
6980  */
6981 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6982 {
6983         if (mem_cgroup_disabled())
6984                 return;
6985
6986         if (!list_empty(page_list))
6987                 uncharge_list(page_list);
6988 }
6989
6990 /**
6991  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6992  * @oldpage: currently circulating page
6993  * @newpage: replacement page
6994  *
6995  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6996  * be uncharged upon free.
6997  *
6998  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6999  */
7000 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
7001 {
7002         struct mem_cgroup *memcg;
7003         unsigned int nr_pages;
7004         unsigned long flags;
7005
7006         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
7007         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
7008         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
7009         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
7010                        newpage);
7011
7012         if (mem_cgroup_disabled())
7013                 return;
7014
7015         /* Page cache replacement: new page already charged? */
7016         if (newpage->mem_cgroup)
7017                 return;
7018
7019         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
7020         memcg = oldpage->mem_cgroup;
7021         if (!memcg)
7022                 return;
7023
7024         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7025         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7026
7027         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7028         if (do_memsw_account())
7029                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7030
7031         css_get(&memcg->css);
7032         commit_charge(newpage, memcg);
7033
7034         local_irq_save(flags);
7035         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7036         memcg_check_events(memcg, newpage);
7037         local_irq_restore(flags);
7038 }
7039
7040 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7041 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7042
7043 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7044 {
7045         struct mem_cgroup *memcg;
7046
7047         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7048                 return;
7049
7050         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7051         if (in_interrupt())
7052                 return;
7053
7054         rcu_read_lock();
7055         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7056         if (memcg == root_mem_cgroup)
7057                 goto out;
7058         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7059                 goto out;
7060         if (css_tryget(&memcg->css))
7061                 sk->sk_memcg = memcg;
7062 out:
7063         rcu_read_unlock();
7064 }
7065
7066 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7067 {
7068         if (sk->sk_memcg)
7069                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7070 }
7071
7072 /**
7073  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7074  * @memcg: memcg to charge
7075  * @nr_pages: number of pages to charge
7076  *
7077  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7078  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7079  */
7080 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7081 {
7082         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7083
7084         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7085                 struct page_counter *fail;
7086
7087                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7088                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7089                         return true;
7090                 }
7091                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7092                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7093                 return false;
7094         }
7095
7096         /* Don't block in the packet receive path */
7097         if (in_softirq())
7098                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7099
7100         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7101
7102         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7103                 return true;
7104
7105         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7106         return false;
7107 }
7108
7109 /**
7110  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7111  * @memcg: memcg to uncharge
7112  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7113  */
7114 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7115 {
7116         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7117                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7118                 return;
7119         }
7120
7121         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7122
7123         refill_stock(memcg, nr_pages);
7124 }
7125
7126 static int __init cgroup_memory(char *s)
7127 {
7128         char *token;
7129
7130         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7131                 if (!*token)
7132                         continue;
7133                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7134                         cgroup_memory_nosocket = true;
7135                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7136                         cgroup_memory_nokmem = true;
7137         }
7138         return 0;
7139 }
7140 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7141
7142 /*
7143  * subsys_initcall() for memory controller.
7144  *
7145  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7146  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7147  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7148  * should be initialized from here.
7149  */
7150 static int __init mem_cgroup_init(void)
7151 {
7152         int cpu, node;
7153
7154         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7155                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7156
7157         for_each_possible_cpu(cpu)
7158                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7159                           drain_local_stock);
7160
7161         for_each_node(node) {
7162                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7163
7164                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7165                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7166
7167                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7168                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7169                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7170                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7171         }
7172
7173         return 0;
7174 }
7175 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7176
7177 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7178 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7179 {
7180         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7181                 /*
7182                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7183                  * always be >= 1.
7184                  */
7185                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7186                         VM_BUG_ON(1);
7187                         break;
7188                 }
7189                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7190                 if (!memcg)
7191                         memcg = root_mem_cgroup;
7192         }
7193         return memcg;
7194 }
7195
7196 /**
7197  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7198  * @page: page whose memsw charge to transfer
7199  * @entry: swap entry to move the charge to
7200  *
7201  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7202  */
7203 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7204 {
7205         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7206         unsigned int nr_entries;
7207         unsigned short oldid;
7208
7209         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7210         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7211
7212         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7213                 return;
7214
7215         memcg = page->mem_cgroup;
7216
7217         /* Readahead page, never charged */
7218         if (!memcg)
7219                 return;
7220
7221         /*
7222          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7223          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7224          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7225          */
7226         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7227         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7228         /* Get references for the tail pages, too */
7229         if (nr_entries > 1)
7230                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7231         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7232                                    nr_entries);
7233         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7234         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7235
7236         page->mem_cgroup = NULL;
7237
7238         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7239                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7240
7241         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7242                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7243                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7244                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7245         }
7246
7247         /*
7248          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7249          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7250          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7251          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7252          */
7253         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7254         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7255         memcg_check_events(memcg, page);
7256
7257         css_put(&memcg->css);
7258 }
7259
7260 /**
7261  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7262  * @page: page being added to swap
7263  * @entry: swap entry to charge
7264  *
7265  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7266  *
7267  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7268  */
7269 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7270 {
7271         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7272         struct page_counter *counter;
7273         struct mem_cgroup *memcg;
7274         unsigned short oldid;
7275
7276         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7277                 return 0;
7278
7279         memcg = page->mem_cgroup;
7280
7281         /* Readahead page, never charged */
7282         if (!memcg)
7283                 return 0;
7284
7285         if (!entry.val) {
7286                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7287                 return 0;
7288         }
7289
7290         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7291
7292         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7293             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7294                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7295                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7296                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7297                 return -ENOMEM;
7298         }
7299
7300         /* Get references for the tail pages, too */
7301         if (nr_pages > 1)
7302                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7303         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7304         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7305         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7306
7307         return 0;
7308 }
7309
7310 /**
7311  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7312  * @entry: swap entry to uncharge
7313  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7314  */
7315 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7316 {
7317         struct mem_cgroup *memcg;
7318         unsigned short id;
7319
7320         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7321         rcu_read_lock();
7322         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7323         if (memcg) {
7324                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7325                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7326                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7327                         else
7328                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7329                 }
7330                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7331                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7332         }
7333         rcu_read_unlock();
7334 }
7335
7336 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7337 {
7338         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7339
7340         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7341                 return nr_swap_pages;
7342         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7343                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7344                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7345                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7346         return nr_swap_pages;
7347 }
7348
7349 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7350 {
7351         struct mem_cgroup *memcg;
7352
7353         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7354
7355         if (vm_swap_full())
7356                 return true;
7357         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7358                 return false;
7359
7360         memcg = page->mem_cgroup;
7361         if (!memcg)
7362                 return false;
7363
7364         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7365                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7366
7367                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7368                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7369                         return true;
7370         }
7371
7372         return false;
7373 }
7374
7375 static int __init setup_swap_account(char *s)
7376 {
7377         if (!strcmp(s, "1"))
7378                 cgroup_memory_noswap = 0;
7379         else if (!strcmp(s, "0"))
7380                 cgroup_memory_noswap = 1;
7381         return 1;
7382 }
7383 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7384
7385 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7386                              struct cftype *cft)
7387 {
7388         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7389
7390         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7391 }
7392
7393 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7394 {
7395         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7396                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7397 }
7398
7399 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7400                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7401 {
7402         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7403         unsigned long high;
7404         int err;
7405
7406         buf = strstrip(buf);
7407         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7408         if (err)
7409                 return err;
7410
7411         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7412
7413         return nbytes;
7414 }
7415
7416 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7417 {
7418         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7419                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7420 }
7421
7422 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7423                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7424 {
7425         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7426         unsigned long max;
7427         int err;
7428
7429         buf = strstrip(buf);
7430         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7431         if (err)
7432                 return err;
7433
7434         xchg(&memcg->swap.max, max);
7435
7436         return nbytes;
7437 }
7438
7439 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7440 {
7441         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7442
7443         seq_printf(m, "high %lu\n",
7444                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7445         seq_printf(m, "max %lu\n",
7446                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7447         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7448                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7449
7450         return 0;
7451 }
7452
7453 static struct cftype swap_files[] = {
7454         {
7455                 .name = "swap.current",
7456                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7457                 .read_u64 = swap_current_read,
7458         },
7459         {
7460                 .name = "swap.high",
7461                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7462                 .seq_show = swap_high_show,
7463                 .write = swap_high_write,
7464         },
7465         {
7466                 .name = "swap.max",
7467                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7468                 .seq_show = swap_max_show,
7469                 .write = swap_max_write,
7470         },
7471         {
7472                 .name = "swap.events",
7473                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7474                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7475                 .seq_show = swap_events_show,
7476         },
7477         { }     /* terminate */
7478 };
7479
7480 static struct cftype memsw_files[] = {
7481         {
7482                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7483                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7484                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7485         },
7486         {
7487                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7488                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7489                 .write = mem_cgroup_reset,
7490                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7491         },
7492         {
7493                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7494                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7495                 .write = mem_cgroup_write,
7496                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7497         },
7498         {
7499                 .name = "memsw.failcnt",
7500                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7501                 .write = mem_cgroup_reset,
7502                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7503         },
7504         { },    /* terminate */
7505 };
7506
7507 /*
7508  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7509  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7510  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7511  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7512  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7513  */
7514 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7515 {
7516         /* No memory control -> no swap control */
7517         if (mem_cgroup_disabled())
7518                 cgroup_memory_noswap = true;
7519
7520         if (cgroup_memory_noswap)
7521                 return 0;
7522
7523         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7524         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7525
7526         return 0;
7527 }
7528 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7529
7530 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */