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