memcg: enable memcg oom-kill for __GFP_NOFAIL
[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 (fatal_signal_pending(current))
2783                 goto force;
2784
2785         /*
2786          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2787          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2788          * couldn't make any progress.
2789          */
2790         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2791                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2792         switch (oom_status) {
2793         case OOM_SUCCESS:
2794                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2795                 goto retry;
2796         case OOM_FAILED:
2797                 goto force;
2798         default:
2799                 goto nomem;
2800         }
2801 nomem:
2802         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2803                 return -ENOMEM;
2804 force:
2805         /*
2806          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2807          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2808          * temporarily by force charging it.
2809          */
2810         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2811         if (do_memsw_account())
2812                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2813
2814         return 0;
2815
2816 done_restock:
2817         if (batch > nr_pages)
2818                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2819
2820         /*
2821          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2822          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2823          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2824          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2825          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2826          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2827          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2828          */
2829         do {
2830                 bool mem_high, swap_high;
2831
2832                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2833                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2834                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2835                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2836
2837                 /* Don't bother a random interrupted task */
2838                 if (in_interrupt()) {
2839                         if (mem_high) {
2840                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2841                                 break;
2842                         }
2843                         continue;
2844                 }
2845
2846                 if (mem_high || swap_high) {
2847                         /*
2848                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2849                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2850                          * of the memory or swap footprints.
2851                          *
2852                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2853                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2854                          * based on how much each task is actually allocating.
2855                          */
2856                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2857                         set_notify_resume(current);
2858                         break;
2859                 }
2860         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2861
2862         return 0;
2863 }
2864
2865 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2866 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2867 {
2868         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2869                 return;
2870
2871         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2872         if (do_memsw_account())
2873                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2874 }
2875 #endif
2876
2877 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2878 {
2879         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2880         /*
2881          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2882          *
2883          * - the page lock
2884          * - LRU isolation
2885          * - lock_page_memcg()
2886          * - exclusive reference
2887          */
2888         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2889 }
2890
2891 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2892 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2893                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2894 {
2895         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2896         unsigned long memcg_data;
2897         void *vec;
2898
2899         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2900                            page_to_nid(page));
2901         if (!vec)
2902                 return -ENOMEM;
2903
2904         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2905         if (new_page) {
2906                 /*
2907                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2908                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2909                  * memcg_data can be simply assigned.
2910                  */
2911                 page->memcg_data = memcg_data;
2912         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2913                 /*
2914                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2915                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2916                  * objcg vector should be reused.
2917                  */
2918                 kfree(vec);
2919                 return 0;
2920         }
2921
2922         kmemleak_not_leak(vec);
2923         return 0;
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2928  *
2929  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2930  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2931  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2932  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2933  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2934  *
2935  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2936  * cgroup_mutex, etc.
2937  */
2938 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2939 {
2940         struct page *page;
2941
2942         if (mem_cgroup_disabled())
2943                 return NULL;
2944
2945         page = virt_to_head_page(p);
2946
2947         /*
2948          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2949          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2950          * the page->obj_cgroups.
2951          */
2952         if (page_objcgs_check(page)) {
2953                 struct obj_cgroup *objcg;
2954                 unsigned int off;
2955
2956                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2957                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2958                 if (objcg)
2959                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2960
2961                 return NULL;
2962         }
2963
2964         /*
2965          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2966          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2967          * at that moment, but it can be set concurrently.
2968          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2969          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2970          */
2971         return page_memcg_check(page);
2972 }
2973
2974 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2975 {
2976         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2977         struct mem_cgroup *memcg;
2978
2979         if (memcg_kmem_bypass())
2980                 return NULL;
2981
2982         rcu_read_lock();
2983         if (unlikely(active_memcg()))
2984                 memcg = active_memcg();
2985         else
2986                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2987
2988         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2989                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2990                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2991                         break;
2992                 objcg = NULL;
2993         }
2994         rcu_read_unlock();
2995
2996         return objcg;
2997 }
2998
2999 static int memcg_alloc_cache_id(void)
3000 {
3001         int id, size;
3002         int err;
3003
3004         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
3005                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
3006         if (id < 0)
3007                 return id;
3008
3009         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3010                 return id;
3011
3012         /*
3013          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3014          * so we have to grow them.
3015          */
3016         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3017
3018         size = 2 * (id + 1);
3019         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3020                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3021         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3022                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3023
3024         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3025         if (!err)
3026                 memcg_nr_cache_ids = size;
3027
3028         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3029
3030         if (err) {
3031                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3032                 return err;
3033         }
3034         return id;
3035 }
3036
3037 static void memcg_free_cache_id(int id)
3038 {
3039         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3040 }
3041
3042 /**
3043  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3044  * @memcg: memory cgroup to charge
3045  * @gfp: reclaim mode
3046  * @nr_pages: number of pages to charge
3047  *
3048  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3049  */
3050 static int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3051                                unsigned int nr_pages)
3052 {
3053         struct page_counter *counter;
3054         int ret;
3055
3056         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3057         if (ret)
3058                 return ret;
3059
3060         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3061             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3062
3063                 /*
3064                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3065                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3066                  * handling code.
3067                  */
3068                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3069                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3070                         return 0;
3071                 }
3072                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3073                 return -ENOMEM;
3074         }
3075         return 0;
3076 }
3077
3078 /**
3079  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3080  * @memcg: memcg to uncharge
3081  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3082  */
3083 static void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3084 {
3085         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3086                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3087
3088         refill_stock(memcg, nr_pages);
3089 }
3090
3091 /**
3092  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3093  * @page: page to charge
3094  * @gfp: reclaim mode
3095  * @order: allocation order
3096  *
3097  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3098  */
3099 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3100 {
3101         struct mem_cgroup *memcg;
3102         int ret = 0;
3103
3104         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3105         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3106                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3107                 if (!ret) {
3108                         page->memcg_data = (unsigned long)memcg |
3109                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3110                         return 0;
3111                 }
3112                 css_put(&memcg->css);
3113         }
3114         return ret;
3115 }
3116
3117 /**
3118  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3119  * @page: page to uncharge
3120  * @order: allocation order
3121  */
3122 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3123 {
3124         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
3125         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3126
3127         if (!memcg)
3128                 return;
3129
3130         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3131         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3132         page->memcg_data = 0;
3133         css_put(&memcg->css);
3134 }
3135
3136 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3137 {
3138         struct memcg_stock_pcp *stock;
3139         unsigned long flags;
3140         bool ret = false;
3141
3142         local_irq_save(flags);
3143
3144         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3145         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3146                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3147                 ret = true;
3148         }
3149
3150         local_irq_restore(flags);
3151
3152         return ret;
3153 }
3154
3155 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3156 {
3157         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3158
3159         if (!old)
3160                 return;
3161
3162         if (stock->nr_bytes) {
3163                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3164                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3165
3166                 if (nr_pages) {
3167                         rcu_read_lock();
3168                         __memcg_kmem_uncharge(obj_cgroup_memcg(old), nr_pages);
3169                         rcu_read_unlock();
3170                 }
3171
3172                 /*
3173                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3174                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3175                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3176                  * refill_obj_stock().
3177                  *
3178                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3179                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3180                  * so it might be changed in the future.
3181                  */
3182                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3183                 stock->nr_bytes = 0;
3184         }
3185
3186         obj_cgroup_put(old);
3187         stock->cached_objcg = NULL;
3188 }
3189
3190 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3191                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3192 {
3193         struct mem_cgroup *memcg;
3194
3195         if (stock->cached_objcg) {
3196                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3197                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3198                         return true;
3199         }
3200
3201         return false;
3202 }
3203
3204 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3205 {
3206         struct memcg_stock_pcp *stock;
3207         unsigned long flags;
3208
3209         local_irq_save(flags);
3210
3211         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3212         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3213                 drain_obj_stock(stock);
3214                 obj_cgroup_get(objcg);
3215                 stock->cached_objcg = objcg;
3216                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3217         }
3218         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3219
3220         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3221                 drain_obj_stock(stock);
3222
3223         local_irq_restore(flags);
3224 }
3225
3226 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3227 {
3228         struct mem_cgroup *memcg;
3229         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3230         int ret;
3231
3232         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3233                 return 0;
3234
3235         /*
3236          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3237          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3238          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3239          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3240          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3241          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3242          * refill_obj_stock(), called from this function or
3243          * independently later.
3244          */
3245         rcu_read_lock();
3246 retry:
3247         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3248         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3249                 goto retry;
3250         rcu_read_unlock();
3251
3252         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3253         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3254
3255         if (nr_bytes)
3256                 nr_pages += 1;
3257
3258         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3259         if (!ret && nr_bytes)
3260                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3261
3262         css_put(&memcg->css);
3263         return ret;
3264 }
3265
3266 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3267 {
3268         refill_obj_stock(objcg, size);
3269 }
3270
3271 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3272
3273 /*
3274  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3275  */
3276 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3277 {
3278         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3279         int i;
3280
3281         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3282                 return;
3283
3284         for (i = 1; i < nr; i++)
3285                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3286         css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3287 }
3288
3289 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3290 /**
3291  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3292  * @entry: swap entry to be moved
3293  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3294  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3295  *
3296  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3297  * as the mem_cgroup's id of @from.
3298  *
3299  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3300  *
3301  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3302  * both res and memsw, and called css_get().
3303  */
3304 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3305                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3306 {
3307         unsigned short old_id, new_id;
3308
3309         old_id = mem_cgroup_id(from);
3310         new_id = mem_cgroup_id(to);
3311
3312         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3313                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3314                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3315                 return 0;
3316         }
3317         return -EINVAL;
3318 }
3319 #else
3320 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3321                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3322 {
3323         return -EINVAL;
3324 }
3325 #endif
3326
3327 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3328
3329 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3330                                  unsigned long max, bool memsw)
3331 {
3332         bool enlarge = false;
3333         bool drained = false;
3334         int ret;
3335         bool limits_invariant;
3336         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3337
3338         do {
3339                 if (signal_pending(current)) {
3340                         ret = -EINTR;
3341                         break;
3342                 }
3343
3344                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3345                 /*
3346                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3347                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3348                  */
3349                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3350                                            max <= memcg->memsw.max;
3351                 if (!limits_invariant) {
3352                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3353                         ret = -EINVAL;
3354                         break;
3355                 }
3356                 if (max > counter->max)
3357                         enlarge = true;
3358                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3359                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3360
3361                 if (!ret)
3362                         break;
3363
3364                 if (!drained) {
3365                         drain_all_stock(memcg);
3366                         drained = true;
3367                         continue;
3368                 }
3369
3370                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3371                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3372                         ret = -EBUSY;
3373                         break;
3374                 }
3375         } while (true);
3376
3377         if (!ret && enlarge)
3378                 memcg_oom_recover(memcg);
3379
3380         return ret;
3381 }
3382
3383 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3384                                             gfp_t gfp_mask,
3385                                             unsigned long *total_scanned)
3386 {
3387         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3388         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3389         unsigned long reclaimed;
3390         int loop = 0;
3391         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3392         unsigned long excess;
3393         unsigned long nr_scanned;
3394
3395         if (order > 0)
3396                 return 0;
3397
3398         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3399
3400         /*
3401          * Do not even bother to check the largest node if the root
3402          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3403          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3404          */
3405         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3406                 return 0;
3407
3408         /*
3409          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3410          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3411          * pressure
3412          */
3413         do {
3414                 if (next_mz)
3415                         mz = next_mz;
3416                 else
3417                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3418                 if (!mz)
3419                         break;
3420
3421                 nr_scanned = 0;
3422                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3423                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3424                 nr_reclaimed += reclaimed;
3425                 *total_scanned += nr_scanned;
3426                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3427                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3428
3429                 /*
3430                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3431                  * it is time to move on to the next cgroup
3432                  */
3433                 next_mz = NULL;
3434                 if (!reclaimed)
3435                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3436
3437                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3438                 /*
3439                  * One school of thought says that we should not add
3440                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3441                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3442                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3443                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3444                  * term TODO.
3445                  */
3446                 /* If excess == 0, no tree ops */
3447                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3448                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3449                 css_put(&mz->memcg->css);
3450                 loop++;
3451                 /*
3452                  * Could not reclaim anything and there are no more
3453                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3454                  * reclaiming anything.
3455                  */
3456                 if (!nr_reclaimed &&
3457                         (next_mz == NULL ||
3458                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3459                         break;
3460         } while (!nr_reclaimed);
3461         if (next_mz)
3462                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3463         return nr_reclaimed;
3464 }
3465
3466 /*
3467  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3468  *
3469  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3470  */
3471 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3472 {
3473         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3474
3475         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3476         lru_add_drain_all();
3477
3478         drain_all_stock(memcg);
3479
3480         /* try to free all pages in this cgroup */
3481         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3482                 int progress;
3483
3484                 if (signal_pending(current))
3485                         return -EINTR;
3486
3487                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3488                                                         GFP_KERNEL, true);
3489                 if (!progress) {
3490                         nr_retries--;
3491                         /* maybe some writeback is necessary */
3492                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3493                 }
3494
3495         }
3496
3497         return 0;
3498 }
3499
3500 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3501                                             char *buf, size_t nbytes,
3502                                             loff_t off)
3503 {
3504         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3505
3506         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3507                 return -EINVAL;
3508         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3509 }
3510
3511 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3512                                      struct cftype *cft)
3513 {
3514         return 1;
3515 }
3516
3517 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3518                                       struct cftype *cft, u64 val)
3519 {
3520         if (val == 1)
3521                 return 0;
3522
3523         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3524                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3525                      "depend on this functionality.\n");
3526
3527         return -EINVAL;
3528 }
3529
3530 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3531 {
3532         unsigned long val;
3533
3534         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3535                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3536                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3537                 if (swap)
3538                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3539         } else {
3540                 if (!swap)
3541                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3542                 else
3543                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3544         }
3545         return val;
3546 }
3547
3548 enum {
3549         RES_USAGE,
3550         RES_LIMIT,
3551         RES_MAX_USAGE,
3552         RES_FAILCNT,
3553         RES_SOFT_LIMIT,
3554 };
3555
3556 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3557                                struct cftype *cft)
3558 {
3559         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3560         struct page_counter *counter;
3561
3562         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3563         case _MEM:
3564                 counter = &memcg->memory;
3565                 break;
3566         case _MEMSWAP:
3567                 counter = &memcg->memsw;
3568                 break;
3569         case _KMEM:
3570                 counter = &memcg->kmem;
3571                 break;
3572         case _TCP:
3573                 counter = &memcg->tcpmem;
3574                 break;
3575         default:
3576                 BUG();
3577         }
3578
3579         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3580         case RES_USAGE:
3581                 if (counter == &memcg->memory)
3582                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3583                 if (counter == &memcg->memsw)
3584                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3585                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3586         case RES_LIMIT:
3587                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3588         case RES_MAX_USAGE:
3589                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3590         case RES_FAILCNT:
3591                 return counter->failcnt;
3592         case RES_SOFT_LIMIT:
3593                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3594         default:
3595                 BUG();
3596         }
3597 }
3598
3599 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3600 {
3601         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3602         struct mem_cgroup *mi;
3603         int node, cpu, i;
3604
3605         for_each_online_cpu(cpu)
3606                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3607                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3608
3609         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3610                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3611                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3612
3613         for_each_node(node) {
3614                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3615                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3616
3617                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3618                         stat[i] = 0;
3619
3620                 for_each_online_cpu(cpu)
3621                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3622                                 stat[i] += per_cpu(
3623                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3624
3625                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3626                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3627                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3628         }
3629 }
3630
3631 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3632 {
3633         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3634         struct mem_cgroup *mi;
3635         int cpu, i;
3636
3637         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3638                 events[i] = 0;
3639
3640         for_each_online_cpu(cpu)
3641                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3642                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3643                                              cpu);
3644
3645         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3646                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3647                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3648 }
3649
3650 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3651 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3652 {
3653         struct obj_cgroup *objcg;
3654         int memcg_id;
3655
3656         if (cgroup_memory_nokmem)
3657                 return 0;
3658
3659         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3660         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3661
3662         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3663         if (memcg_id < 0)
3664                 return memcg_id;
3665
3666         objcg = obj_cgroup_alloc();
3667         if (!objcg) {
3668                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3669                 return -ENOMEM;
3670         }
3671         objcg->memcg = memcg;
3672         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3673
3674         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3675
3676         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3677         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3678
3679         return 0;
3680 }
3681
3682 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3683 {
3684         struct cgroup_subsys_state *css;
3685         struct mem_cgroup *parent, *child;
3686         int kmemcg_id;
3687
3688         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3689                 return;
3690
3691         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3692
3693         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3694         if (!parent)
3695                 parent = root_mem_cgroup;
3696
3697         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3698
3699         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3700         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3701
3702         /*
3703          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3704          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3705          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3706          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3707          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3708          * memcg_drain_all_list_lrus().
3709          */
3710         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3711         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3712                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3713                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3714                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3715         }
3716         rcu_read_unlock();
3717
3718         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3719
3720         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3721 }
3722
3723 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3724 {
3725         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3726         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3727                 memcg_offline_kmem(memcg);
3728 }
3729 #else
3730 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3731 {
3732         return 0;
3733 }
3734 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3735 {
3736 }
3737 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3738 {
3739 }
3740 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3741
3742 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3743                                  unsigned long max)
3744 {
3745         int ret;
3746
3747         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3748         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3749         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3750         return ret;
3751 }
3752
3753 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3754 {
3755         int ret;
3756
3757         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3758
3759         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3760         if (ret)
3761                 goto out;
3762
3763         if (!memcg->tcpmem_active) {
3764                 /*
3765                  * The active flag needs to be written after the static_key
3766                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3767                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3768                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3769                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3770                  *
3771                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3772                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3773                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3774                  * yet, we'll lose accounting.
3775                  *
3776                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3777                  * because when this value change, the code to process it is not
3778                  * patched in yet.
3779                  */
3780                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3781                 memcg->tcpmem_active = true;
3782         }
3783 out:
3784         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3785         return ret;
3786 }
3787
3788 /*
3789  * The user of this function is...
3790  * RES_LIMIT.
3791  */
3792 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3793                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3794 {
3795         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3796         unsigned long nr_pages;
3797         int ret;
3798
3799         buf = strstrip(buf);
3800         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3801         if (ret)
3802                 return ret;
3803
3804         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3805         case RES_LIMIT:
3806                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3807                         ret = -EINVAL;
3808                         break;
3809                 }
3810                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3811                 case _MEM:
3812                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3813                         break;
3814                 case _MEMSWAP:
3815                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3816                         break;
3817                 case _KMEM:
3818                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3819                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3820                                      "depend on this functionality.\n");
3821                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3822                         break;
3823                 case _TCP:
3824                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3825                         break;
3826                 }
3827                 break;
3828         case RES_SOFT_LIMIT:
3829                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3830                 ret = 0;
3831                 break;
3832         }
3833         return ret ?: nbytes;
3834 }
3835
3836 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3837                                 size_t nbytes, loff_t off)
3838 {
3839         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3840         struct page_counter *counter;
3841
3842         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3843         case _MEM:
3844                 counter = &memcg->memory;
3845                 break;
3846         case _MEMSWAP:
3847                 counter = &memcg->memsw;
3848                 break;
3849         case _KMEM:
3850                 counter = &memcg->kmem;
3851                 break;
3852         case _TCP:
3853                 counter = &memcg->tcpmem;
3854                 break;
3855         default:
3856                 BUG();
3857         }
3858
3859         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3860         case RES_MAX_USAGE:
3861                 page_counter_reset_watermark(counter);
3862                 break;
3863         case RES_FAILCNT:
3864                 counter->failcnt = 0;
3865                 break;
3866         default:
3867                 BUG();
3868         }
3869
3870         return nbytes;
3871 }
3872
3873 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3874                                         struct cftype *cft)
3875 {
3876         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3877 }
3878
3879 #ifdef CONFIG_MMU
3880 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3881                                         struct cftype *cft, u64 val)
3882 {
3883         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3884
3885         if (val & ~MOVE_MASK)
3886                 return -EINVAL;
3887
3888         /*
3889          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3890          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3891          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3892          * affect task migrations starting after the change.
3893          */
3894         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3895         return 0;
3896 }
3897 #else
3898 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3899                                         struct cftype *cft, u64 val)
3900 {
3901         return -ENOSYS;
3902 }
3903 #endif
3904
3905 #ifdef CONFIG_NUMA
3906
3907 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3908 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3909 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3910
3911 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3912                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3913 {
3914         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3915         unsigned long nr = 0;
3916         enum lru_list lru;
3917
3918         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3919
3920         for_each_lru(lru) {
3921                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3922                         continue;
3923                 if (tree)
3924                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3925                 else
3926                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3927         }
3928         return nr;
3929 }
3930
3931 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3932                                              unsigned int lru_mask,
3933                                              bool tree)
3934 {
3935         unsigned long nr = 0;
3936         enum lru_list lru;
3937
3938         for_each_lru(lru) {
3939                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3940                         continue;
3941                 if (tree)
3942                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3943                 else
3944                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3945         }
3946         return nr;
3947 }
3948
3949 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3950 {
3951         struct numa_stat {
3952                 const char *name;
3953                 unsigned int lru_mask;
3954         };
3955
3956         static const struct numa_stat stats[] = {
3957                 { "total", LRU_ALL },
3958                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3959                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3960                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3961         };
3962         const struct numa_stat *stat;
3963         int nid;
3964         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3965
3966         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3967                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3968                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3969                                                    false));
3970                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3971                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3972                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3973                                                         stat->lru_mask, false));
3974                 seq_putc(m, '\n');
3975         }
3976
3977         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3978
3979                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3980                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3981                                                    true));
3982                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3983                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3984                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3985                                                         stat->lru_mask, true));
3986                 seq_putc(m, '\n');
3987         }
3988
3989         return 0;
3990 }
3991 #endif /* CONFIG_NUMA */
3992
3993 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3994         NR_FILE_PAGES,
3995         NR_ANON_MAPPED,
3996 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3997         NR_ANON_THPS,
3998 #endif
3999         NR_SHMEM,
4000         NR_FILE_MAPPED,
4001         NR_FILE_DIRTY,
4002         NR_WRITEBACK,
4003         MEMCG_SWAP,
4004 };
4005
4006 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4007         "cache",
4008         "rss",
4009 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4010         "rss_huge",
4011 #endif
4012         "shmem",
4013         "mapped_file",
4014         "dirty",
4015         "writeback",
4016         "swap",
4017 };
4018
4019 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4020 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4021         PGPGIN,
4022         PGPGOUT,
4023         PGFAULT,
4024         PGMAJFAULT,
4025 };
4026
4027 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4028 {
4029         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4030         unsigned long memory, memsw;
4031         struct mem_cgroup *mi;
4032         unsigned int i;
4033
4034         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4035
4036         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4037                 unsigned long nr;
4038
4039                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4040                         continue;
4041                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4042                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4043         }
4044
4045         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4046                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4047                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4048
4049         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4050                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4051                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4052                            PAGE_SIZE);
4053
4054         /* Hierarchical information */
4055         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4056         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4057                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4058                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4059         }
4060         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4061                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4062         if (do_memsw_account())
4063                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4064                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4065
4066         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4067                 unsigned long nr;
4068
4069                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4070                         continue;
4071                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4072                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4073                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4074         }
4075
4076         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4077                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4078                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4079                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4080
4081         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4082                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4083                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4084                            PAGE_SIZE);
4085
4086 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4087         {
4088                 pg_data_t *pgdat;
4089                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4090                 unsigned long anon_cost = 0;
4091                 unsigned long file_cost = 0;
4092
4093                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4094                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4095
4096                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4097                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4098                 }
4099                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4100                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4101         }
4102 #endif
4103
4104         return 0;
4105 }
4106
4107 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4108                                       struct cftype *cft)
4109 {
4110         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4111
4112         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4113 }
4114
4115 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4116                                        struct cftype *cft, u64 val)
4117 {
4118         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4119
4120         if (val > 100)
4121                 return -EINVAL;
4122
4123         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4124                 memcg->swappiness = val;
4125         else
4126                 vm_swappiness = val;
4127
4128         return 0;
4129 }
4130
4131 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4132 {
4133         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4134         unsigned long usage;
4135         int i;
4136
4137         rcu_read_lock();
4138         if (!swap)
4139                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4140         else
4141                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4142
4143         if (!t)
4144                 goto unlock;
4145
4146         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4147
4148         /*
4149          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4150          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4151          * call of __mem_cgroup_threshold().
4152          */
4153         i = t->current_threshold;
4154
4155         /*
4156          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4157          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4158          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4159          * only one element of the array here.
4160          */
4161         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4162                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4163
4164         /* i = current_threshold + 1 */
4165         i++;
4166
4167         /*
4168          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4169          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4170          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4171          * only one element of the array here.
4172          */
4173         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4174                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4175
4176         /* Update current_threshold */
4177         t->current_threshold = i - 1;
4178 unlock:
4179         rcu_read_unlock();
4180 }
4181
4182 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4183 {
4184         while (memcg) {
4185                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4186                 if (do_memsw_account())
4187                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4188
4189                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4190         }
4191 }
4192
4193 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4194 {
4195         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4196         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4197
4198         if (_a->threshold > _b->threshold)
4199                 return 1;
4200
4201         if (_a->threshold < _b->threshold)
4202                 return -1;
4203
4204         return 0;
4205 }
4206
4207 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4208 {
4209         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4210
4211         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4212
4213         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4214                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4215
4216         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4217         return 0;
4218 }
4219
4220 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4221 {
4222         struct mem_cgroup *iter;
4223
4224         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4225                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4226 }
4227
4228 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4229         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4230 {
4231         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4232         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4233         unsigned long threshold;
4234         unsigned long usage;
4235         int i, size, ret;
4236
4237         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4238         if (ret)
4239                 return ret;
4240
4241         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4242
4243         if (type == _MEM) {
4244                 thresholds = &memcg->thresholds;
4245                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4246         } else if (type == _MEMSWAP) {
4247                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4248                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4249         } else
4250                 BUG();
4251
4252         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4253         if (thresholds->primary)
4254                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4255
4256         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4257
4258         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4259         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4260         if (!new) {
4261                 ret = -ENOMEM;
4262                 goto unlock;
4263         }
4264         new->size = size;
4265
4266         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4267         if (thresholds->primary)
4268                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4269                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4270
4271         /* Add new threshold */
4272         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4273         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4274
4275         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4276         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4277                         compare_thresholds, NULL);
4278
4279         /* Find current threshold */
4280         new->current_threshold = -1;
4281         for (i = 0; i < size; i++) {
4282                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4283                         /*
4284                          * new->current_threshold will not be used until
4285                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4286                          * it here.
4287                          */
4288                         ++new->current_threshold;
4289                 } else
4290                         break;
4291         }
4292
4293         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4294         kfree(thresholds->spare);
4295         thresholds->spare = thresholds->primary;
4296
4297         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4298
4299         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4300         synchronize_rcu();
4301
4302 unlock:
4303         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4304
4305         return ret;
4306 }
4307
4308 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4309         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4310 {
4311         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4312 }
4313
4314 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4315         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4316 {
4317         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4318 }
4319
4320 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4321         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4322 {
4323         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4324         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4325         unsigned long usage;
4326         int i, j, size, entries;
4327
4328         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4329
4330         if (type == _MEM) {
4331                 thresholds = &memcg->thresholds;
4332                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4333         } else if (type == _MEMSWAP) {
4334                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4335                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4336         } else
4337                 BUG();
4338
4339         if (!thresholds->primary)
4340                 goto unlock;
4341
4342         /* Check if a threshold crossed before removing */
4343         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4344
4345         /* Calculate new number of threshold */
4346         size = entries = 0;
4347         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4348                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4349                         size++;
4350                 else
4351                         entries++;
4352         }
4353
4354         new = thresholds->spare;
4355
4356         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4357         if (!entries)
4358                 goto unlock;
4359
4360         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4361         if (!size) {
4362                 kfree(new);
4363                 new = NULL;
4364                 goto swap_buffers;
4365         }
4366
4367         new->size = size;
4368
4369         /* Copy thresholds and find current threshold */
4370         new->current_threshold = -1;
4371         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4372                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4373                         continue;
4374
4375                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4376                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4377                         /*
4378                          * new->current_threshold will not be used
4379                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4380                          * it here.
4381                          */
4382                         ++new->current_threshold;
4383                 }
4384                 j++;
4385         }
4386
4387 swap_buffers:
4388         /* Swap primary and spare array */
4389         thresholds->spare = thresholds->primary;
4390
4391         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4392
4393         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4394         synchronize_rcu();
4395
4396         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4397         if (!new) {
4398                 kfree(thresholds->spare);
4399                 thresholds->spare = NULL;
4400         }
4401 unlock:
4402         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4403 }
4404
4405 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4406         struct eventfd_ctx *eventfd)
4407 {
4408         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4409 }
4410
4411 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4412         struct eventfd_ctx *eventfd)
4413 {
4414         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4415 }
4416
4417 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4418         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4419 {
4420         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4421
4422         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4423         if (!event)
4424                 return -ENOMEM;
4425
4426         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4427
4428         event->eventfd = eventfd;
4429         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4430
4431         /* already in OOM ? */
4432         if (memcg->under_oom)
4433                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4434         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4435
4436         return 0;
4437 }
4438
4439 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4440         struct eventfd_ctx *eventfd)
4441 {
4442         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4443
4444         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4445
4446         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4447                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4448                         list_del(&ev->list);
4449                         kfree(ev);
4450                 }
4451         }
4452
4453         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4454 }
4455
4456 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4457 {
4458         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4459
4460         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4461         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4462         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4463                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4464         return 0;
4465 }
4466
4467 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4468         struct cftype *cft, u64 val)
4469 {
4470         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4471
4472         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4473         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4474                 return -EINVAL;
4475
4476         memcg->oom_kill_disable = val;
4477         if (!val)
4478                 memcg_oom_recover(memcg);
4479
4480         return 0;
4481 }
4482
4483 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4484
4485 #include <trace/events/writeback.h>
4486
4487 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4488 {
4489         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4490 }
4491
4492 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4493 {
4494         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4495 }
4496
4497 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4498 {
4499         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4500 }
4501
4502 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4503 {
4504         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4505
4506         if (!memcg->css.parent)
4507                 return NULL;
4508
4509         return &memcg->cgwb_domain;
4510 }
4511
4512 /*
4513  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4514  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4515  */
4516 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4517 {
4518         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4519         int cpu;
4520
4521         for_each_online_cpu(cpu)
4522                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4523         if (x < 0)
4524                 x = 0;
4525         return x;
4526 }
4527
4528 /**
4529  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4530  * @wb: bdi_writeback in question
4531  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4532  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4533  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4534  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4535  *
4536  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4537  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4538  * is a bit more involved.
4539  *
4540  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4541  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4542  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4543  * available memory in the system.  The caller should further cap
4544  * *@pheadroom accordingly.
4545  */
4546 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4547                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4548                          unsigned long *pwriteback)
4549 {
4550         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4551         struct mem_cgroup *parent;
4552
4553         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4554
4555         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4556         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4557                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4558         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4559
4560         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4561                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4562                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4563                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4564
4565                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4566                 memcg = parent;
4567         }
4568 }
4569
4570 /*
4571  * Foreign dirty flushing
4572  *
4573  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4574  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4575  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4576  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4577  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4578  * different cgroups isn't a common use-case.
4579  *
4580  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4581  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4582  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4583  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4584  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4585  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4586  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4587  * make writeback of the dirty pages happen.
4588  *
4589  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4590  * severely throttled after making some progress after each
4591  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4592  * completely idle.
4593  *
4594  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4595  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4596  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4597  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4598  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4599  *
4600  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4601  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4602  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4603  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4604  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4605  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4606  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4607  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4608  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4609  *
4610  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4611  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4612  * records are lockless and racy.
4613  */
4614 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4615                                              struct bdi_writeback *wb)
4616 {
4617         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4618         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4619         u64 now = get_jiffies_64();
4620         u64 oldest_at = now;
4621         int oldest = -1;
4622         int i;
4623
4624         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4625
4626         /*
4627          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4628          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4629          * written out.
4630          */
4631         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4632                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4633                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4634                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4635                         break;
4636                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4637                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4638                         oldest = i;
4639                         oldest_at = frn->at;
4640                 }
4641         }
4642
4643         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4644                 /*
4645                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4646                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4647                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4648                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4649                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4650                  */
4651                 unsigned long update_intv =
4652                         min_t(unsigned long, HZ,
4653                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4654
4655                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4656                         frn->at = now;
4657         } else if (oldest >= 0) {
4658                 /* replace the oldest free one */
4659                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4660                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4661                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4662                 frn->at = now;
4663         }
4664 }
4665
4666 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4667 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4668 {
4669         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4670         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4671         u64 now = jiffies_64;
4672         int i;
4673
4674         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4675                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4676
4677                 /*
4678                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4679                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4680                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4681                  * already one in flight.
4682                  */
4683                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4684                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4685                         frn->at = 0;
4686                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4687                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4688                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4689                                                &frn->done);
4690                 }
4691         }
4692 }
4693
4694 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4695
4696 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4697 {
4698         return 0;
4699 }
4700
4701 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4702 {
4703 }
4704
4705 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4706 {
4707 }
4708
4709 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4710
4711 /*
4712  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4713  *
4714  * "cgroup.event_control" implementation.
4715  *
4716  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4717  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4718  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4719  *
4720  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4721  * possible.
4722  */
4723
4724 /*
4725  * Unregister event and free resources.
4726  *
4727  * Gets called from workqueue.
4728  */
4729 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4730 {
4731         struct mem_cgroup_event *event =
4732                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4733         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4734
4735         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4736
4737         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4738
4739         /* Notify userspace the event is going away. */
4740         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4741
4742         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4743         kfree(event);
4744         css_put(&memcg->css);
4745 }
4746
4747 /*
4748  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4749  *
4750  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4751  */
4752 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4753                             int sync, void *key)
4754 {
4755         struct mem_cgroup_event *event =
4756                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4757         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4758         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4759
4760         if (flags & EPOLLHUP) {
4761                 /*
4762                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4763                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4764                  * for us.
4765                  *
4766                  * We can't race against event freeing since the other
4767                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4768                  * which we hold.
4769                  */
4770                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4771                 if (!list_empty(&event->list)) {
4772                         list_del_init(&event->list);
4773                         /*
4774                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4775                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4776                          */
4777                         schedule_work(&event->remove);
4778                 }
4779                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4780         }
4781
4782         return 0;
4783 }
4784
4785 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4786                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4787 {
4788         struct mem_cgroup_event *event =
4789                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4790
4791         event->wqh = wqh;
4792         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4793 }
4794
4795 /*
4796  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4797  *
4798  * Parse input and register new cgroup event handler.
4799  *
4800  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4801  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4802  */
4803 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4804                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4805 {
4806         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4807         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4808         struct mem_cgroup_event *event;
4809         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4810         unsigned int efd, cfd;
4811         struct fd efile;
4812         struct fd cfile;
4813         const char *name;
4814         char *endp;
4815         int ret;
4816
4817         buf = strstrip(buf);
4818
4819         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4820         if (*endp != ' ')
4821                 return -EINVAL;
4822         buf = endp + 1;
4823
4824         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4825         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4826                 return -EINVAL;
4827         buf = endp + 1;
4828
4829         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4830         if (!event)
4831                 return -ENOMEM;
4832
4833         event->memcg = memcg;
4834         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4835         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4836         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4837         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4838
4839         efile = fdget(efd);
4840         if (!efile.file) {
4841                 ret = -EBADF;
4842                 goto out_kfree;
4843         }
4844
4845         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4846         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4847                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4848                 goto out_put_efile;
4849         }
4850
4851         cfile = fdget(cfd);
4852         if (!cfile.file) {
4853                 ret = -EBADF;
4854                 goto out_put_eventfd;
4855         }
4856
4857         /* the process need read permission on control file */
4858         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4859         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4860         if (ret < 0)
4861                 goto out_put_cfile;
4862
4863         /*
4864          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4865          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4866          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4867          * is for compatibility anyway.
4868          *
4869          * DO NOT ADD NEW FILES.
4870          */
4871         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4872
4873         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4874                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4875                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4876         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4877                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4878                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4879         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4880                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4881                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4882         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4883                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4884                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4885         } else {
4886                 ret = -EINVAL;
4887                 goto out_put_cfile;
4888         }
4889
4890         /*
4891          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4892          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4893          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4894          */
4895         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4896                                                &memory_cgrp_subsys);
4897         ret = -EINVAL;
4898         if (IS_ERR(cfile_css))
4899                 goto out_put_cfile;
4900         if (cfile_css != css) {
4901                 css_put(cfile_css);
4902                 goto out_put_cfile;
4903         }
4904
4905         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4906         if (ret)
4907                 goto out_put_css;
4908
4909         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4910
4911         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4912         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4913         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4914
4915         fdput(cfile);
4916         fdput(efile);
4917
4918         return nbytes;
4919
4920 out_put_css:
4921         css_put(css);
4922 out_put_cfile:
4923         fdput(cfile);
4924 out_put_eventfd:
4925         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4926 out_put_efile:
4927         fdput(efile);
4928 out_kfree:
4929         kfree(event);
4930
4931         return ret;
4932 }
4933
4934 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4935         {
4936                 .name = "usage_in_bytes",
4937                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4938                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4939         },
4940         {
4941                 .name = "max_usage_in_bytes",
4942                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4943                 .write = mem_cgroup_reset,
4944                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4945         },
4946         {
4947                 .name = "limit_in_bytes",
4948                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4949                 .write = mem_cgroup_write,
4950                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4951         },
4952         {
4953                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4954                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4955                 .write = mem_cgroup_write,
4956                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4957         },
4958         {
4959                 .name = "failcnt",
4960                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4961                 .write = mem_cgroup_reset,
4962                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4963         },
4964         {
4965                 .name = "stat",
4966                 .seq_show = memcg_stat_show,
4967         },
4968         {
4969                 .name = "force_empty",
4970                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4971         },
4972         {
4973                 .name = "use_hierarchy",
4974                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4975                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4976         },
4977         {
4978                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4979                 .write = memcg_write_event_control,
4980                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4981         },
4982         {
4983                 .name = "swappiness",
4984                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4985                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4986         },
4987         {
4988                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4989                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4990                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4991         },
4992         {
4993                 .name = "oom_control",
4994                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4995                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4996                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4997         },
4998         {
4999                 .name = "pressure_level",
5000         },
5001 #ifdef CONFIG_NUMA
5002         {
5003                 .name = "numa_stat",
5004                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5005         },
5006 #endif
5007         {
5008                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5010                 .write = mem_cgroup_write,
5011                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5012         },
5013         {
5014                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5015                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "kmem.failcnt",
5020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5021                 .write = mem_cgroup_reset,
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5027                 .write = mem_cgroup_reset,
5028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5029         },
5030 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5031         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5032         {
5033                 .name = "kmem.slabinfo",
5034                 .seq_show = memcg_slab_show,
5035         },
5036 #endif
5037         {
5038                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5040                 .write = mem_cgroup_write,
5041                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5042         },
5043         {
5044                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5047         },
5048         {
5049                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5051                 .write = mem_cgroup_reset,
5052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5053         },
5054         {
5055                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5056                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5057                 .write = mem_cgroup_reset,
5058                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5059         },
5060         { },    /* terminate */
5061 };
5062
5063 /*
5064  * Private memory cgroup IDR
5065  *
5066  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5067  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5068  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5069  * memory-controlled cgroups to 64k.
5070  *
5071  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5072  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5073  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5074  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5075  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5076  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5077  *
5078  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5079  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5080  * when the CSS is offlined.
5081  *
5082  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5083  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5084  * those references are manageable from userspace.
5085  */
5086
5087 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5088
5089 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5090 {
5091         if (memcg->id.id > 0) {
5092                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5093                 memcg->id.id = 0;
5094         }
5095 }
5096
5097 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5098                                                   unsigned int n)
5099 {
5100         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5101 }
5102
5103 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5104 {
5105         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5106                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5107
5108                 /* Memcg ID pins CSS */
5109                 css_put(&memcg->css);
5110         }
5111 }
5112
5113 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5114 {
5115         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5116 }
5117
5118 /**
5119  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5120  * @id: the memcg id to look up
5121  *
5122  * Caller must hold rcu_read_lock().
5123  */
5124 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5125 {
5126         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5127         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5128 }
5129
5130 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5131 {
5132         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5133         int tmp = node;
5134         /*
5135          * This routine is called against possible nodes.
5136          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5137          *
5138          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5139          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5140          *       function.
5141          */
5142         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5143                 tmp = -1;
5144         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5145         if (!pn)
5146                 return 1;
5147
5148         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5149                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5150         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5151                 kfree(pn);
5152                 return 1;
5153         }
5154
5155         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct batched_lruvec_stat,
5156                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5157         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5158                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5159                 kfree(pn);
5160                 return 1;
5161         }
5162
5163         lruvec_init(&pn->lruvec);
5164         pn->usage_in_excess = 0;
5165         pn->on_tree = false;
5166         pn->memcg = memcg;
5167
5168         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5169         return 0;
5170 }
5171
5172 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5173 {
5174         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5175
5176         if (!pn)
5177                 return;
5178
5179         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5180         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5181         kfree(pn);
5182 }
5183
5184 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5185 {
5186         int node;
5187
5188         for_each_node(node)
5189                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5190         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5191         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5192         kfree(memcg);
5193 }
5194
5195 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5196 {
5197         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5198         /*
5199          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5200          * on parent's and all ancestor levels.
5201          */
5202         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5203         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5204         __mem_cgroup_free(memcg);
5205 }
5206
5207 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5208 {
5209         struct mem_cgroup *memcg;
5210         unsigned int size;
5211         int node;
5212         int __maybe_unused i;
5213         long error = -ENOMEM;
5214
5215         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5216         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5217
5218         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5219         if (!memcg)
5220                 return ERR_PTR(error);
5221
5222         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5223                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5224                                  GFP_KERNEL);
5225         if (memcg->id.id < 0) {
5226                 error = memcg->id.id;
5227                 goto fail;
5228         }
5229
5230         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5231                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5232         if (!memcg->vmstats_local)
5233                 goto fail;
5234
5235         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5236                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5237         if (!memcg->vmstats_percpu)
5238                 goto fail;
5239
5240         for_each_node(node)
5241                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5242                         goto fail;
5243
5244         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5245                 goto fail;
5246
5247         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5248         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5249         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5250         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5251         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5252         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5253         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5254         memcg->socket_pressure = jiffies;
5255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5256         memcg->kmemcg_id = -1;
5257         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5258 #endif
5259 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5260         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5261         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5262                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5263                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5264 #endif
5265 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5266         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5267         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5268         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5269 #endif
5270         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5271         return memcg;
5272 fail:
5273         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5274         __mem_cgroup_free(memcg);
5275         return ERR_PTR(error);
5276 }
5277
5278 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5279 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5280 {
5281         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5282         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5283         long error = -ENOMEM;
5284
5285         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5286         memcg = mem_cgroup_alloc();
5287         set_active_memcg(old_memcg);
5288         if (IS_ERR(memcg))
5289                 return ERR_CAST(memcg);
5290
5291         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5292         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5293         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5294         if (parent) {
5295                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5296                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5297
5298                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5299                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5300                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5301                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5302         } else {
5303                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5304                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5305                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5306                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5307
5308                 root_mem_cgroup = memcg;
5309                 return &memcg->css;
5310         }
5311
5312         /* The following stuff does not apply to the root */
5313         error = memcg_online_kmem(memcg);
5314         if (error)
5315                 goto fail;
5316
5317         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5318                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5319
5320         return &memcg->css;
5321 fail:
5322         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5323         mem_cgroup_free(memcg);
5324         return ERR_PTR(error);
5325 }
5326
5327 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5328 {
5329         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5330
5331         /*
5332          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5333          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5334          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5335          */
5336         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5337                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5338                 return -ENOMEM;
5339         }
5340
5341         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5342         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5343         css_get(css);
5344         return 0;
5345 }
5346
5347 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5348 {
5349         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5350         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5351
5352         /*
5353          * Unregister events and notify userspace.
5354          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5355          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5356          */
5357         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5358         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5359                 list_del_init(&event->list);
5360                 schedule_work(&event->remove);
5361         }
5362         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5363
5364         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5365         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5366
5367         memcg_offline_kmem(memcg);
5368         wb_memcg_offline(memcg);
5369
5370         drain_all_stock(memcg);
5371
5372         mem_cgroup_id_put(memcg);
5373 }
5374
5375 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5376 {
5377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5378
5379         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5380 }
5381
5382 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5383 {
5384         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5385         int __maybe_unused i;
5386
5387 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5388         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5389                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5390 #endif
5391         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5392                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5393
5394         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5395                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5396
5397         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5398         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5399         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5400         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5401         memcg_free_kmem(memcg);
5402         mem_cgroup_free(memcg);
5403 }
5404
5405 /**
5406  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5407  * @css: the target css
5408  *
5409  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5410  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5411  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5412  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5413  * made visible again.
5414  *
5415  * The current implementation only resets the essential configurations.
5416  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5417  */
5418 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5419 {
5420         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5421
5422         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5423         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5424         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5425         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5426         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5427         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5428         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5429         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5430         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5431         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5432 }
5433
5434 #ifdef CONFIG_MMU
5435 /* Handlers for move charge at task migration. */
5436 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5437 {
5438         int ret;
5439
5440         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5441         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5442         if (!ret) {
5443                 mc.precharge += count;
5444                 return ret;
5445         }
5446
5447         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5448         while (count--) {
5449                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5450                 if (ret)
5451                         return ret;
5452                 mc.precharge++;
5453                 cond_resched();
5454         }
5455         return 0;
5456 }
5457
5458 union mc_target {
5459         struct page     *page;
5460         swp_entry_t     ent;
5461 };
5462
5463 enum mc_target_type {
5464         MC_TARGET_NONE = 0,
5465         MC_TARGET_PAGE,
5466         MC_TARGET_SWAP,
5467         MC_TARGET_DEVICE,
5468 };
5469
5470 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5471                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5472 {
5473         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5474
5475         if (!page || !page_mapped(page))
5476                 return NULL;
5477         if (PageAnon(page)) {
5478                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5479                         return NULL;
5480         } else {
5481                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5482                         return NULL;
5483         }
5484         if (!get_page_unless_zero(page))
5485                 return NULL;
5486
5487         return page;
5488 }
5489
5490 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5491 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5492                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5493 {
5494         struct page *page = NULL;
5495         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5496
5497         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5498                 return NULL;
5499
5500         /*
5501          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5502          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5503          * as special swap entry in the CPU page table.
5504          */
5505         if (is_device_private_entry(ent)) {
5506                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5507                 /*
5508                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5509                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5510                  */
5511                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5512                         return NULL;
5513                 return page;
5514         }
5515
5516         if (non_swap_entry(ent))
5517                 return NULL;
5518
5519         /*
5520          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5521          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5522          */
5523         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5524         entry->val = ent.val;
5525
5526         return page;
5527 }
5528 #else
5529 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5530                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5531 {
5532         return NULL;
5533 }
5534 #endif
5535
5536 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5537                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5538 {
5539         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5540                 return NULL;
5541         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5542                 return NULL;
5543
5544         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5545         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5546         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5547                         linear_page_index(vma, addr));
5548 }
5549
5550 /**
5551  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5552  * @page: the page
5553  * @compound: charge the page as compound or small page
5554  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5555  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5556  *
5557  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5558  *
5559  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5560  * from old cgroup.
5561  */
5562 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5563                                    bool compound,
5564                                    struct mem_cgroup *from,
5565                                    struct mem_cgroup *to)
5566 {
5567         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5568         struct pglist_data *pgdat;
5569         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5570         int ret;
5571
5572         VM_BUG_ON(from == to);
5573         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5574         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5575
5576         /*
5577          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5578          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5579          */
5580         ret = -EBUSY;
5581         if (!trylock_page(page))
5582                 goto out;
5583
5584         ret = -EINVAL;
5585         if (page_memcg(page) != from)
5586                 goto out_unlock;
5587
5588         pgdat = page_pgdat(page);
5589         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5590         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5591
5592         lock_page_memcg(page);
5593
5594         if (PageAnon(page)) {
5595                 if (page_mapped(page)) {
5596                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5597                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5598                         if (PageTransHuge(page)) {
5599                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5600                                                    -nr_pages);
5601                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5602                                                    nr_pages);
5603                         }
5604                 }
5605         } else {
5606                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5607                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5608
5609                 if (PageSwapBacked(page)) {
5610                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5611                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5612                 }
5613
5614                 if (page_mapped(page)) {
5615                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5616                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5617                 }
5618
5619                 if (PageDirty(page)) {
5620                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5621
5622                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5623                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5624                                                    -nr_pages);
5625                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5626                                                    nr_pages);
5627                         }
5628                 }
5629         }
5630
5631         if (PageWriteback(page)) {
5632                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5633                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5634         }
5635
5636         /*
5637          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5638          *
5639          * It is safe to change page's memcg here because the page
5640          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5641          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5642          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5643          *
5644          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5645          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5646          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5647          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5648          */
5649         smp_mb();
5650
5651         css_get(&to->css);
5652         css_put(&from->css);
5653
5654         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5655
5656         __unlock_page_memcg(from);
5657
5658         ret = 0;
5659
5660         local_irq_disable();
5661         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5662         memcg_check_events(to, page);
5663         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5664         memcg_check_events(from, page);
5665         local_irq_enable();
5666 out_unlock:
5667         unlock_page(page);
5668 out:
5669         return ret;
5670 }
5671
5672 /**
5673  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5674  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5675  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5676  * @ptent: the pte to be checked
5677  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5678  *
5679  * Returns
5680  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5681  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5682  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5683  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5684  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5685  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5686  *     in target->ent.
5687  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5688  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5689  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5690  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5691  *     regular page.
5692  *
5693  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5694  *
5695  * Called with pte lock held.
5696  */
5697
5698 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5699                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5700 {
5701         struct page *page = NULL;
5702         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5703         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5704
5705         if (pte_present(ptent))
5706                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5707         else if (is_swap_pte(ptent))
5708                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5709         else if (pte_none(ptent))
5710                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5711
5712         if (!page && !ent.val)
5713                 return ret;
5714         if (page) {
5715                 /*
5716                  * Do only loose check w/o serialization.
5717                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5718                  * not under LRU exclusion.
5719                  */
5720                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5721                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5722                         if (is_device_private_page(page))
5723                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5724                         if (target)
5725                                 target->page = page;
5726                 }
5727                 if (!ret || !target)
5728                         put_page(page);
5729         }
5730         /*
5731          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5732          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5733          */
5734         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5735             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5736                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5737                 if (target)
5738                         target->ent = ent;
5739         }
5740         return ret;
5741 }
5742
5743 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5744 /*
5745  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5746  * not support them for now.
5747  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5748  */
5749 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5750                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5751 {
5752         struct page *page = NULL;
5753         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5754
5755         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5756                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5757                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5758                 return ret;
5759         }
5760         page = pmd_page(pmd);
5761         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5762         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5763                 return ret;
5764         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5765                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5766                 if (target) {
5767                         get_page(page);
5768                         target->page = page;
5769                 }
5770         }
5771         return ret;
5772 }
5773 #else
5774 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5775                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5776 {
5777         return MC_TARGET_NONE;
5778 }
5779 #endif
5780
5781 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5782                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5783                                         struct mm_walk *walk)
5784 {
5785         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5786         pte_t *pte;
5787         spinlock_t *ptl;
5788
5789         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5790         if (ptl) {
5791                 /*
5792                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5793                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5794                  * this might change.
5795                  */
5796                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5797                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5798                 spin_unlock(ptl);
5799                 return 0;
5800         }
5801
5802         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5803                 return 0;
5804         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5805         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5806                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5807                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5808         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5809         cond_resched();
5810
5811         return 0;
5812 }
5813
5814 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5815         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5816 };
5817
5818 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5819 {
5820         unsigned long precharge;
5821
5822         mmap_read_lock(mm);
5823         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5824         mmap_read_unlock(mm);
5825
5826         precharge = mc.precharge;
5827         mc.precharge = 0;
5828
5829         return precharge;
5830 }
5831
5832 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5833 {
5834         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5835
5836         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5837         mc.moving_task = current;
5838         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5839 }
5840
5841 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5842 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5843 {
5844         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5845         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5846
5847         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5848         if (mc.precharge) {
5849                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5850                 mc.precharge = 0;
5851         }
5852         /*
5853          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5854          * we must uncharge here.
5855          */
5856         if (mc.moved_charge) {
5857                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5858                 mc.moved_charge = 0;
5859         }
5860         /* we must fixup refcnts and charges */
5861         if (mc.moved_swap) {
5862                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5863                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5864                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5865
5866                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5867
5868                 /*
5869                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5870                  * should uncharge to->memory.
5871                  */
5872                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5873                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5874
5875                 mc.moved_swap = 0;
5876         }
5877         memcg_oom_recover(from);
5878         memcg_oom_recover(to);
5879         wake_up_all(&mc.waitq);
5880 }
5881
5882 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5883 {
5884         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5885
5886         /*
5887          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5888          * task migration.
5889          */
5890         mc.moving_task = NULL;
5891         __mem_cgroup_clear_mc();
5892         spin_lock(&mc.lock);
5893         mc.from = NULL;
5894         mc.to = NULL;
5895         mc.mm = NULL;
5896         spin_unlock(&mc.lock);
5897
5898         mmput(mm);
5899 }
5900
5901 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5902 {
5903         struct cgroup_subsys_state *css;
5904         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5905         struct mem_cgroup *from;
5906         struct task_struct *leader, *p;
5907         struct mm_struct *mm;
5908         unsigned long move_flags;
5909         int ret = 0;
5910
5911         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5912         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5913                 return 0;
5914
5915         /*
5916          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5917          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5918          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5919          * multiple.
5920          */
5921         p = NULL;
5922         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5923                 WARN_ON_ONCE(p);
5924                 p = leader;
5925                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5926         }
5927         if (!p)
5928                 return 0;
5929
5930         /*
5931          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
5932          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5933          * So we need to save it, and keep it going.
5934          */
5935         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5936         if (!move_flags)
5937                 return 0;
5938
5939         from = mem_cgroup_from_task(p);
5940
5941         VM_BUG_ON(from == memcg);
5942
5943         mm = get_task_mm(p);
5944         if (!mm)
5945                 return 0;
5946         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5947         if (mm->owner == p) {
5948                 VM_BUG_ON(mc.from);
5949                 VM_BUG_ON(mc.to);
5950                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5951                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5952                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5953
5954                 spin_lock(&mc.lock);
5955                 mc.mm = mm;
5956                 mc.from = from;
5957                 mc.to = memcg;
5958                 mc.flags = move_flags;
5959                 spin_unlock(&mc.lock);
5960                 /* We set mc.moving_task later */
5961
5962                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5963                 if (ret)
5964                         mem_cgroup_clear_mc();
5965         } else {
5966                 mmput(mm);
5967         }
5968         return ret;
5969 }
5970
5971 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5972 {
5973         if (mc.to)
5974                 mem_cgroup_clear_mc();
5975 }
5976
5977 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5978                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5979                                 struct mm_walk *walk)
5980 {
5981         int ret = 0;
5982         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5983         pte_t *pte;
5984         spinlock_t *ptl;
5985         enum mc_target_type target_type;
5986         union mc_target target;
5987         struct page *page;
5988
5989         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5990         if (ptl) {
5991                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5992                         spin_unlock(ptl);
5993                         return 0;
5994                 }
5995                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5996                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5997                         page = target.page;
5998                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5999                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6000                                                              mc.from, mc.to)) {
6001                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6002                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6003                                 }
6004                                 putback_lru_page(page);
6005                         }
6006                         put_page(page);
6007                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6008                         page = target.page;
6009                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6010                                                      mc.from, mc.to)) {
6011                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6012                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6013                         }
6014                         put_page(page);
6015                 }
6016                 spin_unlock(ptl);
6017                 return 0;
6018         }
6019
6020         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6021                 return 0;
6022 retry:
6023         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6024         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6025                 pte_t ptent = *(pte++);
6026                 bool device = false;
6027                 swp_entry_t ent;
6028
6029                 if (!mc.precharge)
6030                         break;
6031
6032                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6033                 case MC_TARGET_DEVICE:
6034                         device = true;
6035                         fallthrough;
6036                 case MC_TARGET_PAGE:
6037                         page = target.page;
6038                         /*
6039                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6040                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6041                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6042                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6043                          */
6044                         if (PageTransCompound(page))
6045                                 goto put;
6046                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6047                                 goto put;
6048                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6049                                                 mc.from, mc.to)) {
6050                                 mc.precharge--;
6051                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6052                                 mc.moved_charge++;
6053                         }
6054                         if (!device)
6055                                 putback_lru_page(page);
6056 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6057                         put_page(page);
6058                         break;
6059                 case MC_TARGET_SWAP:
6060                         ent = target.ent;
6061                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6062                                 mc.precharge--;
6063                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6064                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6065                                 mc.moved_swap++;
6066                         }
6067                         break;
6068                 default:
6069                         break;
6070                 }
6071         }
6072         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6073         cond_resched();
6074
6075         if (addr != end) {
6076                 /*
6077                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6078                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6079                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6080                  * phase.
6081                  */
6082                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6083                 if (!ret)
6084                         goto retry;
6085         }
6086
6087         return ret;
6088 }
6089
6090 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6091         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6092 };
6093
6094 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6095 {
6096         lru_add_drain_all();
6097         /*
6098          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6099          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6100          * for already started RCU-only updates to finish.
6101          */
6102         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6103         synchronize_rcu();
6104 retry:
6105         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6106                 /*
6107                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6108                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6109                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6110                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6111                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6112                  */
6113                 __mem_cgroup_clear_mc();
6114                 cond_resched();
6115                 goto retry;
6116         }
6117         /*
6118          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6119          * additional charge, the page walk just aborts.
6120          */
6121         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6122                         NULL);
6123
6124         mmap_read_unlock(mc.mm);
6125         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6126 }
6127
6128 static void mem_cgroup_move_task(void)
6129 {
6130         if (mc.to) {
6131                 mem_cgroup_move_charge();
6132                 mem_cgroup_clear_mc();
6133         }
6134 }
6135 #else   /* !CONFIG_MMU */
6136 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6137 {
6138         return 0;
6139 }
6140 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6141 {
6142 }
6143 static void mem_cgroup_move_task(void)
6144 {
6145 }
6146 #endif
6147
6148 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6149 {
6150         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6151                 seq_puts(m, "max\n");
6152         else
6153                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6154
6155         return 0;
6156 }
6157
6158 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6159                                struct cftype *cft)
6160 {
6161         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6162
6163         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6164 }
6165
6166 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6167 {
6168         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6169                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6170 }
6171
6172 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6173                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6174 {
6175         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6176         unsigned long min;
6177         int err;
6178
6179         buf = strstrip(buf);
6180         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6181         if (err)
6182                 return err;
6183
6184         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6185
6186         return nbytes;
6187 }
6188
6189 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6190 {
6191         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6192                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6193 }
6194
6195 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6196                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6197 {
6198         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6199         unsigned long low;
6200         int err;
6201
6202         buf = strstrip(buf);
6203         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6204         if (err)
6205                 return err;
6206
6207         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6208
6209         return nbytes;
6210 }
6211
6212 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6213 {
6214         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6215                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6216 }
6217
6218 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6219                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6220 {
6221         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6222         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6223         bool drained = false;
6224         unsigned long high;
6225         int err;
6226
6227         buf = strstrip(buf);
6228         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6229         if (err)
6230                 return err;
6231
6232         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6233
6234         for (;;) {
6235                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6236                 unsigned long reclaimed;
6237
6238                 if (nr_pages <= high)
6239                         break;
6240
6241                 if (signal_pending(current))
6242                         break;
6243
6244                 if (!drained) {
6245                         drain_all_stock(memcg);
6246                         drained = true;
6247                         continue;
6248                 }
6249
6250                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6251                                                          GFP_KERNEL, true);
6252
6253                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6254                         break;
6255         }
6256
6257         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6258         return nbytes;
6259 }
6260
6261 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6262 {
6263         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6264                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6265 }
6266
6267 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6268                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6269 {
6270         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6271         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6272         bool drained = false;
6273         unsigned long max;
6274         int err;
6275
6276         buf = strstrip(buf);
6277         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6278         if (err)
6279                 return err;
6280
6281         xchg(&memcg->memory.max, max);
6282
6283         for (;;) {
6284                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6285
6286                 if (nr_pages <= max)
6287                         break;
6288
6289                 if (signal_pending(current))
6290                         break;
6291
6292                 if (!drained) {
6293                         drain_all_stock(memcg);
6294                         drained = true;
6295                         continue;
6296                 }
6297
6298                 if (nr_reclaims) {
6299                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6300                                                           GFP_KERNEL, true))
6301                                 nr_reclaims--;
6302                         continue;
6303                 }
6304
6305                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6306                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6307                         break;
6308         }
6309
6310         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6311         return nbytes;
6312 }
6313
6314 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6315 {
6316         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6317         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6318         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6319         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6320         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6321                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6322 }
6323
6324 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6325 {
6326         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6327
6328         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6329         return 0;
6330 }
6331
6332 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6333 {
6334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6335
6336         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6337         return 0;
6338 }
6339
6340 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6341 {
6342         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6343         char *buf;
6344
6345         buf = memory_stat_format(memcg);
6346         if (!buf)
6347                 return -ENOMEM;
6348         seq_puts(m, buf);
6349         kfree(buf);
6350         return 0;
6351 }
6352
6353 #ifdef CONFIG_NUMA
6354 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6355                                                      int item)
6356 {
6357         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6358 }
6359
6360 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6361 {
6362         int i;
6363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6364
6365         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6366                 int nid;
6367
6368                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6369                         continue;
6370
6371                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6372                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6373                         u64 size;
6374                         struct lruvec *lruvec;
6375
6376                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6377                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6378                                                         memory_stats[i].idx);
6379                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6380                 }
6381                 seq_putc(m, '\n');
6382         }
6383
6384         return 0;
6385 }
6386 #endif
6387
6388 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6389 {
6390         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6391
6392         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6393
6394         return 0;
6395 }
6396
6397 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6398                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6399 {
6400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6401         int ret, oom_group;
6402
6403         buf = strstrip(buf);
6404         if (!buf)
6405                 return -EINVAL;
6406
6407         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6408         if (ret)
6409                 return ret;
6410
6411         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6412                 return -EINVAL;
6413
6414         memcg->oom_group = oom_group;
6415
6416         return nbytes;
6417 }
6418
6419 static struct cftype memory_files[] = {
6420         {
6421                 .name = "current",
6422                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6423                 .read_u64 = memory_current_read,
6424         },
6425         {
6426                 .name = "min",
6427                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6428                 .seq_show = memory_min_show,
6429                 .write = memory_min_write,
6430         },
6431         {
6432                 .name = "low",
6433                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6434                 .seq_show = memory_low_show,
6435                 .write = memory_low_write,
6436         },
6437         {
6438                 .name = "high",
6439                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6440                 .seq_show = memory_high_show,
6441                 .write = memory_high_write,
6442         },
6443         {
6444                 .name = "max",
6445                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6446                 .seq_show = memory_max_show,
6447                 .write = memory_max_write,
6448         },
6449         {
6450                 .name = "events",
6451                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6452                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6453                 .seq_show = memory_events_show,
6454         },
6455         {
6456                 .name = "events.local",
6457                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6458                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6459                 .seq_show = memory_events_local_show,
6460         },
6461         {
6462                 .name = "stat",
6463                 .seq_show = memory_stat_show,
6464         },
6465 #ifdef CONFIG_NUMA
6466         {
6467                 .name = "numa_stat",
6468                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6469         },
6470 #endif
6471         {
6472                 .name = "oom.group",
6473                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6474                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6475                 .write = memory_oom_group_write,
6476         },
6477         { }     /* terminate */
6478 };
6479
6480 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6481         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6482         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6483         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6484         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6485         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6486         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6487         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6488         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6489         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6490         .dfl_cftypes = memory_files,
6491         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6492         .early_init = 0,
6493 };
6494
6495 /*
6496  * This function calculates an individual cgroup's effective
6497  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6498  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6499  * distribution in the tree.
6500  *
6501  * The following rules apply to the effective protection values:
6502  *
6503  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6504  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6505  *
6506  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6507  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6508  *    parent's effective protection.
6509  *
6510  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6511  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6512  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6513  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6514  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6515  *
6516  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6517  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6518  *    the unused remainder is available to its siblings.
6519  *
6520  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6521  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6522  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6523  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6524  *
6525  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6526  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6527  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6528  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6529  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6530  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6531  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6532  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6533  *
6534  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6535  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6536  * neighboring subtrees.
6537  */
6538 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6539                                           unsigned long parent_usage,
6540                                           unsigned long setting,
6541                                           unsigned long parent_effective,
6542                                           unsigned long siblings_protected)
6543 {
6544         unsigned long protected;
6545         unsigned long ep;
6546
6547         protected = min(usage, setting);
6548         /*
6549          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6550          * protection then what the parent affords them, distribute
6551          * shares in proportion to utilization.
6552          *
6553          * We are using actual utilization rather than the statically
6554          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6555          * but unused protection is available to siblings that would
6556          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6557          */
6558         if (siblings_protected > parent_effective)
6559                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6560
6561         /*
6562          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6563          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6564          * and utilizes is effectively protected.
6565          *
6566          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6567          * will apply pressure in proportion to that amount.
6568          *
6569          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6570          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6571          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6572          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6573          * protection is always dependent on how memory is actually
6574          * consumed among the siblings anyway.
6575          */
6576         ep = protected;
6577
6578         /*
6579          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6580          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6581          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6582          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6583          * other compete freely over the allowance, but they are
6584          * collectively protected from neighboring trees.
6585          *
6586          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6587          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6588          * the same bytes twice.
6589          *
6590          * Check both usage and parent_usage against the respective
6591          * protected values. One should imply the other, but they
6592          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6593          */
6594         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6595                 return ep;
6596         if (parent_effective > siblings_protected &&
6597             parent_usage > siblings_protected &&
6598             usage > protected) {
6599                 unsigned long unclaimed;
6600
6601                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6602                 unclaimed *= usage - protected;
6603                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6604
6605                 ep += unclaimed;
6606         }
6607
6608         return ep;
6609 }
6610
6611 /**
6612  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6613  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6614  * @memcg: the memory cgroup to check
6615  *
6616  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6617  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6618  */
6619 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6620                                      struct mem_cgroup *memcg)
6621 {
6622         unsigned long usage, parent_usage;
6623         struct mem_cgroup *parent;
6624
6625         if (mem_cgroup_disabled())
6626                 return;
6627
6628         if (!root)
6629                 root = root_mem_cgroup;
6630
6631         /*
6632          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6633          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6634          * details.
6635          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6636          * that special casing.
6637          */
6638         if (memcg == root)
6639                 return;
6640
6641         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6642         if (!usage)
6643                 return;
6644
6645         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6646         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6647         if (!parent)
6648                 return;
6649
6650         if (parent == root) {
6651                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6652                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6653                 return;
6654         }
6655
6656         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6657
6658         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6659                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6660                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6661                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6662
6663         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6664                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6665                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6666                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6667 }
6668
6669 /**
6670  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6671  * @page: page to charge
6672  * @mm: mm context of the victim
6673  * @gfp_mask: reclaim mode
6674  *
6675  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6676  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6677  *
6678  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6679  */
6680 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6681 {
6682         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6683         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6684         int ret = 0;
6685
6686         if (mem_cgroup_disabled())
6687                 goto out;
6688
6689         if (PageSwapCache(page)) {
6690                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6691                 unsigned short id;
6692
6693                 /*
6694                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6695                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6696                  * already charged pages, too.  page and memcg binding is
6697                  * protected by the page lock, which serializes swap cache
6698                  * removal, which in turn serializes uncharging.
6699                  */
6700                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6701                 if (page_memcg(compound_head(page)))
6702                         goto out;
6703
6704                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6705                 rcu_read_lock();
6706                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6707                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6708                         memcg = NULL;
6709                 rcu_read_unlock();
6710         }
6711
6712         if (!memcg)
6713                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6714
6715         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6716         if (ret)
6717                 goto out_put;
6718
6719         css_get(&memcg->css);
6720         commit_charge(page, memcg);
6721
6722         local_irq_disable();
6723         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6724         memcg_check_events(memcg, page);
6725         local_irq_enable();
6726
6727         /*
6728          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6729          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6730          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6731          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6732          * the entire time.
6733          *
6734          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6735          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6736          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6737          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6738          */
6739         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6740                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6741                 /*
6742                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6743                  * let's not wait for it.  The page already received a
6744                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6745                  */
6746                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6747         }
6748
6749 out_put:
6750         css_put(&memcg->css);
6751 out:
6752         return ret;
6753 }
6754
6755 struct uncharge_gather {
6756         struct mem_cgroup *memcg;
6757         unsigned long nr_pages;
6758         unsigned long pgpgout;
6759         unsigned long nr_kmem;
6760         struct page *dummy_page;
6761 };
6762
6763 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6764 {
6765         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6766 }
6767
6768 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6769 {
6770         unsigned long flags;
6771
6772         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6773                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6774                 if (do_memsw_account())
6775                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6776                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6777                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6778                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6779         }
6780
6781         local_irq_save(flags);
6782         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6783         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6784         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6785         local_irq_restore(flags);
6786
6787         /* drop reference from uncharge_page */
6788         css_put(&ug->memcg->css);
6789 }
6790
6791 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6792 {
6793         unsigned long nr_pages;
6794
6795         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6796
6797         if (!page_memcg(page))
6798                 return;
6799
6800         /*
6801          * Nobody should be changing or seriously looking at
6802          * page_memcg(page) at this point, we have fully
6803          * exclusive access to the page.
6804          */
6805
6806         if (ug->memcg != page_memcg(page)) {
6807                 if (ug->memcg) {
6808                         uncharge_batch(ug);
6809                         uncharge_gather_clear(ug);
6810                 }
6811                 ug->memcg = page_memcg(page);
6812
6813                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6814                 css_get(&ug->memcg->css);
6815         }
6816
6817         nr_pages = compound_nr(page);
6818         ug->nr_pages += nr_pages;
6819
6820         if (PageMemcgKmem(page))
6821                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6822         else
6823                 ug->pgpgout++;
6824
6825         ug->dummy_page = page;
6826         page->memcg_data = 0;
6827         css_put(&ug->memcg->css);
6828 }
6829
6830 /**
6831  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6832  * @page: page to uncharge
6833  *
6834  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6835  */
6836 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6837 {
6838         struct uncharge_gather ug;
6839
6840         if (mem_cgroup_disabled())
6841                 return;
6842
6843         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6844         if (!page_memcg(page))
6845                 return;
6846
6847         uncharge_gather_clear(&ug);
6848         uncharge_page(page, &ug);
6849         uncharge_batch(&ug);
6850 }
6851
6852 /**
6853  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6854  * @page_list: list of pages to uncharge
6855  *
6856  * Uncharge a list of pages previously charged with
6857  * mem_cgroup_charge().
6858  */
6859 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6860 {
6861         struct uncharge_gather ug;
6862         struct page *page;
6863
6864         if (mem_cgroup_disabled())
6865                 return;
6866
6867         uncharge_gather_clear(&ug);
6868         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6869                 uncharge_page(page, &ug);
6870         if (ug.memcg)
6871                 uncharge_batch(&ug);
6872 }
6873
6874 /**
6875  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6876  * @oldpage: currently circulating page
6877  * @newpage: replacement page
6878  *
6879  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6880  * be uncharged upon free.
6881  *
6882  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6883  */
6884 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6885 {
6886         struct mem_cgroup *memcg;
6887         unsigned int nr_pages;
6888         unsigned long flags;
6889
6890         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6891         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6892         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6893         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6894                        newpage);
6895
6896         if (mem_cgroup_disabled())
6897                 return;
6898
6899         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6900         if (page_memcg(newpage))
6901                 return;
6902
6903         memcg = page_memcg(oldpage);
6904         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6905         if (!memcg)
6906                 return;
6907
6908         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6909         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6910
6911         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6912         if (do_memsw_account())
6913                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6914
6915         css_get(&memcg->css);
6916         commit_charge(newpage, memcg);
6917
6918         local_irq_save(flags);
6919         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
6920         memcg_check_events(memcg, newpage);
6921         local_irq_restore(flags);
6922 }
6923
6924 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6925 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6926
6927 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6928 {
6929         struct mem_cgroup *memcg;
6930
6931         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6932                 return;
6933
6934         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6935         if (in_interrupt())
6936                 return;
6937
6938         rcu_read_lock();
6939         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6940         if (memcg == root_mem_cgroup)
6941                 goto out;
6942         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6943                 goto out;
6944         if (css_tryget(&memcg->css))
6945                 sk->sk_memcg = memcg;
6946 out:
6947         rcu_read_unlock();
6948 }
6949
6950 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6951 {
6952         if (sk->sk_memcg)
6953                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6954 }
6955
6956 /**
6957  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6958  * @memcg: memcg to charge
6959  * @nr_pages: number of pages to charge
6960  *
6961  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6962  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
6963  */
6964 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6965 {
6966         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
6967
6968         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6969                 struct page_counter *fail;
6970
6971                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6972                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6973                         return true;
6974                 }
6975                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
6976                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
6977                 return false;
6978         }
6979
6980         /* Don't block in the packet receive path */
6981         if (in_softirq())
6982                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
6983
6984         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
6985
6986         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
6987                 return true;
6988
6989         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
6990         return false;
6991 }
6992
6993 /**
6994  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
6995  * @memcg: memcg to uncharge
6996  * @nr_pages: number of pages to uncharge
6997  */
6998 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
6999 {
7000         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7001                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7002                 return;
7003         }
7004
7005         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7006
7007         refill_stock(memcg, nr_pages);
7008 }
7009
7010 static int __init cgroup_memory(char *s)
7011 {
7012         char *token;
7013
7014         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7015                 if (!*token)
7016                         continue;
7017                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7018                         cgroup_memory_nosocket = true;
7019                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7020                         cgroup_memory_nokmem = true;
7021         }
7022         return 0;
7023 }
7024 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7025
7026 /*
7027  * subsys_initcall() for memory controller.
7028  *
7029  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7030  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7031  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7032  * should be initialized from here.
7033  */
7034 static int __init mem_cgroup_init(void)
7035 {
7036         int cpu, node;
7037
7038         /*
7039          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7040          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7041          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7042          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7043          */
7044         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7045
7046         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7047                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7048
7049         for_each_possible_cpu(cpu)
7050                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7051                           drain_local_stock);
7052
7053         for_each_node(node) {
7054                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7055
7056                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7057                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7058
7059                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7060                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7061                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7062                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7063         }
7064
7065         return 0;
7066 }
7067 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7068
7069 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7070 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7071 {
7072         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7073                 /*
7074                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7075                  * always be >= 1.
7076                  */
7077                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7078                         VM_BUG_ON(1);
7079                         break;
7080                 }
7081                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7082                 if (!memcg)
7083                         memcg = root_mem_cgroup;
7084         }
7085         return memcg;
7086 }
7087
7088 /**
7089  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7090  * @page: page whose memsw charge to transfer
7091  * @entry: swap entry to move the charge to
7092  *
7093  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7094  */
7095 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7096 {
7097         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7098         unsigned int nr_entries;
7099         unsigned short oldid;
7100
7101         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7102         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7103
7104         if (mem_cgroup_disabled())
7105                 return;
7106
7107         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7108                 return;
7109
7110         memcg = page_memcg(page);
7111
7112         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7113         if (!memcg)
7114                 return;
7115
7116         /*
7117          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7118          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7119          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7120          */
7121         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7122         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7123         /* Get references for the tail pages, too */
7124         if (nr_entries > 1)
7125                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7126         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7127                                    nr_entries);
7128         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7129         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7130
7131         page->memcg_data = 0;
7132
7133         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7134                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7135
7136         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7137                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7138                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7139                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7140         }
7141
7142         /*
7143          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7144          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7145          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7146          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7147          */
7148         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7149         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7150         memcg_check_events(memcg, page);
7151
7152         css_put(&memcg->css);
7153 }
7154
7155 /**
7156  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7157  * @page: page being added to swap
7158  * @entry: swap entry to charge
7159  *
7160  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7161  *
7162  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7163  */
7164 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7165 {
7166         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7167         struct page_counter *counter;
7168         struct mem_cgroup *memcg;
7169         unsigned short oldid;
7170
7171         if (mem_cgroup_disabled())
7172                 return 0;
7173
7174         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7175                 return 0;
7176
7177         memcg = page_memcg(page);
7178
7179         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7180         if (!memcg)
7181                 return 0;
7182
7183         if (!entry.val) {
7184                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7185                 return 0;
7186         }
7187
7188         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7189
7190         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7191             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7192                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7193                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7194                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7195                 return -ENOMEM;
7196         }
7197
7198         /* Get references for the tail pages, too */
7199         if (nr_pages > 1)
7200                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7201         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7202         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7203         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7204
7205         return 0;
7206 }
7207
7208 /**
7209  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7210  * @entry: swap entry to uncharge
7211  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7212  */
7213 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7214 {
7215         struct mem_cgroup *memcg;
7216         unsigned short id;
7217
7218         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7219         rcu_read_lock();
7220         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7221         if (memcg) {
7222                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7223                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7224                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7225                         else
7226                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7227                 }
7228                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7229                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7230         }
7231         rcu_read_unlock();
7232 }
7233
7234 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7235 {
7236         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7237
7238         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7239                 return nr_swap_pages;
7240         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7241                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7242                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7243                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7244         return nr_swap_pages;
7245 }
7246
7247 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7248 {
7249         struct mem_cgroup *memcg;
7250
7251         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7252
7253         if (vm_swap_full())
7254                 return true;
7255         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7256                 return false;
7257
7258         memcg = page_memcg(page);
7259         if (!memcg)
7260                 return false;
7261
7262         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7263                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7264
7265                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7266                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7267                         return true;
7268         }
7269
7270         return false;
7271 }
7272
7273 static int __init setup_swap_account(char *s)
7274 {
7275         if (!strcmp(s, "1"))
7276                 cgroup_memory_noswap = false;
7277         else if (!strcmp(s, "0"))
7278                 cgroup_memory_noswap = true;
7279         return 1;
7280 }
7281 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7282
7283 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7284                              struct cftype *cft)
7285 {
7286         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7287
7288         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7289 }
7290
7291 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7292 {
7293         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7294                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7295 }
7296
7297 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7298                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7299 {
7300         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7301         unsigned long high;
7302         int err;
7303
7304         buf = strstrip(buf);
7305         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7306         if (err)
7307                 return err;
7308
7309         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7310
7311         return nbytes;
7312 }
7313
7314 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7315 {
7316         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7317                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7318 }
7319
7320 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7321                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7322 {
7323         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7324         unsigned long max;
7325         int err;
7326
7327         buf = strstrip(buf);
7328         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7329         if (err)
7330                 return err;
7331
7332         xchg(&memcg->swap.max, max);
7333
7334         return nbytes;
7335 }
7336
7337 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7338 {
7339         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7340
7341         seq_printf(m, "high %lu\n",
7342                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7343         seq_printf(m, "max %lu\n",
7344                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7345         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7346                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7347
7348         return 0;
7349 }
7350
7351 static struct cftype swap_files[] = {
7352         {
7353                 .name = "swap.current",
7354                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7355                 .read_u64 = swap_current_read,
7356         },
7357         {
7358                 .name = "swap.high",
7359                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7360                 .seq_show = swap_high_show,
7361                 .write = swap_high_write,
7362         },
7363         {
7364                 .name = "swap.max",
7365                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7366                 .seq_show = swap_max_show,
7367                 .write = swap_max_write,
7368         },
7369         {
7370                 .name = "swap.events",
7371                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7372                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7373                 .seq_show = swap_events_show,
7374         },
7375         { }     /* terminate */
7376 };
7377
7378 static struct cftype memsw_files[] = {
7379         {
7380                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7381                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7382                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7383         },
7384         {
7385                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7386                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7387                 .write = mem_cgroup_reset,
7388                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7389         },
7390         {
7391                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7392                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7393                 .write = mem_cgroup_write,
7394                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7395         },
7396         {
7397                 .name = "memsw.failcnt",
7398                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7399                 .write = mem_cgroup_reset,
7400                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7401         },
7402         { },    /* terminate */
7403 };
7404
7405 /*
7406  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7407  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7408  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7409  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7410  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7411  */
7412 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7413 {
7414         /* No memory control -> no swap control */
7415         if (mem_cgroup_disabled())
7416                 cgroup_memory_noswap = true;
7417
7418         if (cgroup_memory_noswap)
7419                 return 0;
7420
7421         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7422         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7423
7424         return 0;
7425 }
7426 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7427
7428 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */