memcg: unify memcg stat flushing
[platform/kernel/linux-rpi.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool task_is_dying(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static struct mem_cgroup_per_node *
455 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
456 {
457         int nid = page_to_nid(page);
458
459         return memcg->nodeinfo[nid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
463 soft_limit_tree_node(int nid)
464 {
465         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
466 }
467
468 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
469 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
470 {
471         int nid = page_to_nid(page);
472
473         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
474 }
475
476 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
477                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
478                                          unsigned long new_usage_in_excess)
479 {
480         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
483         bool rightmost = true;
484
485         if (mz->on_tree)
486                 return;
487
488         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
489         if (!mz->usage_in_excess)
490                 return;
491         while (*p) {
492                 parent = *p;
493                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
494                                         tree_node);
495                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
496                         p = &(*p)->rb_left;
497                         rightmost = false;
498                 } else {
499                         p = &(*p)->rb_right;
500                 }
501         }
502
503         if (rightmost)
504                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
505
506         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
507         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
508         mz->on_tree = true;
509 }
510
511 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
512                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
513 {
514         if (!mz->on_tree)
515                 return;
516
517         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
518                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
519
520         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
521         mz->on_tree = false;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
525                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
526 {
527         unsigned long flags;
528
529         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
530         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
531         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
532 }
533
534 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
537         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
538         unsigned long excess = 0;
539
540         if (nr_pages > soft_limit)
541                 excess = nr_pages - soft_limit;
542
543         return excess;
544 }
545
546 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
547 {
548         unsigned long excess;
549         struct mem_cgroup_per_node *mz;
550         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
551
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553         if (!mctz)
554                 return;
555         /*
556          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
557          * because their event counter is not touched.
558          */
559         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
560                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
561                 excess = soft_limit_excess(memcg);
562                 /*
563                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
564                  * mem is over its softlimit.
565                  */
566                 if (excess || mz->on_tree) {
567                         unsigned long flags;
568
569                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
570                         /* if on-tree, remove it */
571                         if (mz->on_tree)
572                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573                         /*
574                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
575                          * If excess is 0, no tree ops.
576                          */
577                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
578                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
579                 }
580         }
581 }
582
583 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
586         struct mem_cgroup_per_node *mz;
587         int nid;
588
589         for_each_node(nid) {
590                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
591                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
592                 if (mctz)
593                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_node *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
599 {
600         struct mem_cgroup_per_node *mz;
601
602 retry:
603         mz = NULL;
604         if (!mctz->rb_rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
608                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
609         /*
610          * Remove the node now but someone else can add it back,
611          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
612          * position in the tree.
613          */
614         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
615         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
616             !css_tryget(&mz->memcg->css))
617                 goto retry;
618 done:
619         return mz;
620 }
621
622 static struct mem_cgroup_per_node *
623 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
624 {
625         struct mem_cgroup_per_node *mz;
626
627         spin_lock_irq(&mctz->lock);
628         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
629         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
630         return mz;
631 }
632
633 /*
634  * memcg and lruvec stats flushing
635  *
636  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
637  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
638  * flushing the kernel does:
639  *
640  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
641  *    rstat update tree grow unbounded.
642  *
643  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
644  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
645  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
646  *    only for 2 seconds due to (1).
647  */
648 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
649 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
650 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
651 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
652 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
653
654 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg)
655 {
656         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
657         if (!(__this_cpu_inc_return(stats_updates) % MEMCG_CHARGE_BATCH))
658                 atomic_inc(&stats_flush_threshold);
659 }
660
661 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
662 {
663         unsigned long flag;
664
665         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
666                 return;
667
668         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
669         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
670         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
671 }
672
673 void mem_cgroup_flush_stats(void)
674 {
675         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
676                 __mem_cgroup_flush_stats();
677 }
678
679 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
680 {
681         mem_cgroup_flush_stats();
682         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, 2UL*HZ);
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         if (mem_cgroup_disabled())
694                 return;
695
696         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
697         memcg_rstat_updated(memcg);
698 }
699
700 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
701 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
702 {
703         long x = 0;
704         int cpu;
705
706         for_each_possible_cpu(cpu)
707                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
708 #ifdef CONFIG_SMP
709         if (x < 0)
710                 x = 0;
711 #endif
712         return x;
713 }
714
715 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
716                               int val)
717 {
718         struct mem_cgroup_per_node *pn;
719         struct mem_cgroup *memcg;
720
721         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
722         memcg = pn->memcg;
723
724         /* Update memcg */
725         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
726
727         /* Update lruvec */
728         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
729
730         memcg_rstat_updated(memcg);
731 }
732
733 /**
734  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
735  * @lruvec: the lruvec
736  * @idx: the stat item
737  * @val: delta to add to the counter, can be negative
738  *
739  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
740  * function updates the all three counters that are affected by a
741  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
742  */
743 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
744                         int val)
745 {
746         /* Update node */
747         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
748
749         /* Update memcg and lruvec */
750         if (!mem_cgroup_disabled())
751                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
752 }
753
754 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
755                              int val)
756 {
757         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
758         struct mem_cgroup *memcg;
759         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
760         struct lruvec *lruvec;
761
762         rcu_read_lock();
763         memcg = page_memcg(head);
764         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
765         if (!memcg) {
766                 rcu_read_unlock();
767                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
768                 return;
769         }
770
771         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
772         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
773         rcu_read_unlock();
774 }
775 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
776
777 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
778 {
779         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
780         struct mem_cgroup *memcg;
781         struct lruvec *lruvec;
782
783         rcu_read_lock();
784         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
785
786         /*
787          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
788          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
789          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
790          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
791          */
792         if (!memcg) {
793                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
794         } else {
795                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
796                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
797         }
798         rcu_read_unlock();
799 }
800
801 /*
802  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
803  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
804  */
805 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
806                                      struct pglist_data *pgdat,
807                                      enum node_stat_item idx, int nr)
808 {
809         struct mem_cgroup *memcg;
810         struct lruvec *lruvec;
811
812         rcu_read_lock();
813         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
814         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
815         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
816         rcu_read_unlock();
817 }
818
819 /**
820  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
821  * @memcg: the memory cgroup
822  * @idx: the event item
823  * @count: the number of events that occurred
824  */
825 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
826                           unsigned long count)
827 {
828         if (mem_cgroup_disabled())
829                 return;
830
831         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
832         memcg_rstat_updated(memcg);
833 }
834
835 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
836 {
837         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
838 }
839
840 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
841 {
842         long x = 0;
843         int cpu;
844
845         for_each_possible_cpu(cpu)
846                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
847         return x;
848 }
849
850 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
851                                          struct page *page,
852                                          int nr_pages)
853 {
854         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
855         if (nr_pages > 0)
856                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
857         else {
858                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
859                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
860         }
861
862         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
863 }
864
865 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
866                                        enum mem_cgroup_events_target target)
867 {
868         unsigned long val, next;
869
870         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
871         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
872         /* from time_after() in jiffies.h */
873         if ((long)(next - val) < 0) {
874                 switch (target) {
875                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
876                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
877                         break;
878                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
879                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
880                         break;
881                 default:
882                         break;
883                 }
884                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
885                 return true;
886         }
887         return false;
888 }
889
890 /*
891  * Check events in order.
892  *
893  */
894 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
895 {
896         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
897         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
898                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
899                 bool do_softlimit;
900
901                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
902                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
903                 mem_cgroup_threshold(memcg);
904                 if (unlikely(do_softlimit))
905                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
906         }
907 }
908
909 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
910 {
911         /*
912          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
913          * if it races with swapoff, page migration, etc.
914          * So this can be called with p == NULL.
915          */
916         if (unlikely(!p))
917                 return NULL;
918
919         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
920 }
921 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
922
923 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
924 {
925         if (!in_task())
926                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
927         else
928                 return current->active_memcg;
929 }
930
931 /**
932  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
933  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
934  *
935  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
936  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
937  * 1) The active memcg, if set.
938  * 2) current->mm->memcg, if available
939  * 3) root memcg
940  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
941  */
942 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
943 {
944         struct mem_cgroup *memcg;
945
946         if (mem_cgroup_disabled())
947                 return NULL;
948
949         /*
950          * Page cache insertions can happen without an
951          * actual mm context, e.g. during disk probing
952          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
953          *
954          * No need to css_get on root memcg as the reference
955          * counting is disabled on the root level in the
956          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
957          */
958         if (unlikely(!mm)) {
959                 memcg = active_memcg();
960                 if (unlikely(memcg)) {
961                         /* remote memcg must hold a ref */
962                         css_get(&memcg->css);
963                         return memcg;
964                 }
965                 mm = current->mm;
966                 if (unlikely(!mm))
967                         return root_mem_cgroup;
968         }
969
970         rcu_read_lock();
971         do {
972                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
973                 if (unlikely(!memcg))
974                         memcg = root_mem_cgroup;
975         } while (!css_tryget(&memcg->css));
976         rcu_read_unlock();
977         return memcg;
978 }
979 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
980
981 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
982 {
983         /* Allow remote memcg charging from any context. */
984         if (unlikely(active_memcg()))
985                 return false;
986
987         /* Memcg to charge can't be determined. */
988         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
989                 return true;
990
991         return false;
992 }
993
994 /**
995  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
996  * @root: hierarchy root
997  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
998  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
999  *
1000  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1001  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1002  *
1003  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1004  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1005  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1006  *
1007  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1008  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1009  * same node.
1010  */
1011 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1012                                    struct mem_cgroup *prev,
1013                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1014 {
1015         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1016         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1017         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1018         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1019
1020         if (mem_cgroup_disabled())
1021                 return NULL;
1022
1023         if (!root)
1024                 root = root_mem_cgroup;
1025
1026         if (prev && !reclaim)
1027                 pos = prev;
1028
1029         rcu_read_lock();
1030
1031         if (reclaim) {
1032                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1033
1034                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1035                 iter = &mz->iter;
1036
1037                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1038                         goto out_unlock;
1039
1040                 while (1) {
1041                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1042                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1043                                 break;
1044                         /*
1045                          * css reference reached zero, so iter->position will
1046                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1047                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1048                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1049                          * might block it. So we clear iter->position right
1050                          * away.
1051                          */
1052                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1053                 }
1054         }
1055
1056         if (pos)
1057                 css = &pos->css;
1058
1059         for (;;) {
1060                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1061                 if (!css) {
1062                         /*
1063                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1064                          * new one might jump in right at the end of
1065                          * the hierarchy - make sure they see at least
1066                          * one group and restart from the beginning.
1067                          */
1068                         if (!prev)
1069                                 continue;
1070                         break;
1071                 }
1072
1073                 /*
1074                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1075                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1076                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1077                  */
1078                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1079
1080                 if (css == &root->css)
1081                         break;
1082
1083                 if (css_tryget(css))
1084                         break;
1085
1086                 memcg = NULL;
1087         }
1088
1089         if (reclaim) {
1090                 /*
1091                  * The position could have already been updated by a competing
1092                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1093                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1094                  */
1095                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1096
1097                 if (pos)
1098                         css_put(&pos->css);
1099
1100                 if (!memcg)
1101                         iter->generation++;
1102                 else if (!prev)
1103                         reclaim->generation = iter->generation;
1104         }
1105
1106 out_unlock:
1107         rcu_read_unlock();
1108         if (prev && prev != root)
1109                 css_put(&prev->css);
1110
1111         return memcg;
1112 }
1113
1114 /**
1115  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1116  * @root: hierarchy root
1117  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1118  */
1119 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1120                            struct mem_cgroup *prev)
1121 {
1122         if (!root)
1123                 root = root_mem_cgroup;
1124         if (prev && prev != root)
1125                 css_put(&prev->css);
1126 }
1127
1128 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1129                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1130 {
1131         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1132         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1133         int nid;
1134
1135         for_each_node(nid) {
1136                 mz = from->nodeinfo[nid];
1137                 iter = &mz->iter;
1138                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1139         }
1140 }
1141
1142 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1143 {
1144         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1145         struct mem_cgroup *last;
1146
1147         do {
1148                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1149                 last = memcg;
1150         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1151
1152         /*
1153          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1154          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1155          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1156          * dead_memcg from cgroup root separately.
1157          */
1158         if (last != root_mem_cgroup)
1159                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1160                                                 dead_memcg);
1161 }
1162
1163 /**
1164  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1165  * @memcg: hierarchy root
1166  * @fn: function to call for each task
1167  * @arg: argument passed to @fn
1168  *
1169  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1170  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1171  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1172  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1173  *
1174  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1175  */
1176 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1177                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1178 {
1179         struct mem_cgroup *iter;
1180         int ret = 0;
1181
1182         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1183
1184         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1185                 struct css_task_iter it;
1186                 struct task_struct *task;
1187
1188                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1189                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1190                         ret = fn(task, arg);
1191                 css_task_iter_end(&it);
1192                 if (ret) {
1193                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1194                         break;
1195                 }
1196         }
1197         return ret;
1198 }
1199
1200 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1201 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1202 {
1203         struct mem_cgroup *memcg;
1204
1205         if (mem_cgroup_disabled())
1206                 return;
1207
1208         memcg = page_memcg(page);
1209
1210         if (!memcg)
1211                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1212         else
1213                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1214 }
1215 #endif
1216
1217 /**
1218  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1219  * @page: the page
1220  *
1221  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1222  * - page locked
1223  * - PageLRU cleared
1224  * - lock_page_memcg()
1225  * - page->_refcount is zero
1226  */
1227 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1228 {
1229         struct lruvec *lruvec;
1230
1231         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1232         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1233
1234         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1235
1236         return lruvec;
1237 }
1238
1239 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1240 {
1241         struct lruvec *lruvec;
1242
1243         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1244         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1245
1246         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1247
1248         return lruvec;
1249 }
1250
1251 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1252 {
1253         struct lruvec *lruvec;
1254
1255         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1256         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1257
1258         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1259
1260         return lruvec;
1261 }
1262
1263 /**
1264  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1265  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1266  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1267  * @zid: zone id of the accounted pages
1268  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1269  *
1270  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1271  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1272  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1273  */
1274 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1275                                 int zid, int nr_pages)
1276 {
1277         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1278         unsigned long *lru_size;
1279         long size;
1280
1281         if (mem_cgroup_disabled())
1282                 return;
1283
1284         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1285         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1286
1287         if (nr_pages < 0)
1288                 *lru_size += nr_pages;
1289
1290         size = *lru_size;
1291         if (WARN_ONCE(size < 0,
1292                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1293                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1294                 VM_BUG_ON(1);
1295                 *lru_size = 0;
1296         }
1297
1298         if (nr_pages > 0)
1299                 *lru_size += nr_pages;
1300 }
1301
1302 /**
1303  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1304  * @memcg: the memory cgroup
1305  *
1306  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1307  * pages.
1308  */
1309 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1310 {
1311         unsigned long margin = 0;
1312         unsigned long count;
1313         unsigned long limit;
1314
1315         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1316         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1317         if (count < limit)
1318                 margin = limit - count;
1319
1320         if (do_memsw_account()) {
1321                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1322                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1323                 if (count < limit)
1324                         margin = min(margin, limit - count);
1325                 else
1326                         margin = 0;
1327         }
1328
1329         return margin;
1330 }
1331
1332 /*
1333  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1334  *
1335  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1336  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1337  * caused by "move".
1338  */
1339 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         struct mem_cgroup *from;
1342         struct mem_cgroup *to;
1343         bool ret = false;
1344         /*
1345          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1346          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1347          */
1348         spin_lock(&mc.lock);
1349         from = mc.from;
1350         to = mc.to;
1351         if (!from)
1352                 goto unlock;
1353
1354         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1355                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1356 unlock:
1357         spin_unlock(&mc.lock);
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1362 {
1363         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1364                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1365                         DEFINE_WAIT(wait);
1366                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1367                         /* moving charge context might have finished. */
1368                         if (mc.moving_task)
1369                                 schedule();
1370                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1371                         return true;
1372                 }
1373         }
1374         return false;
1375 }
1376
1377 struct memory_stat {
1378         const char *name;
1379         unsigned int idx;
1380 };
1381
1382 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1383         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1384         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1385         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1386         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1387         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1388         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1389         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1390         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1391         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1392         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1393 #ifdef CONFIG_SWAP
1394         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1395 #endif
1396 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1397         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1398         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1399         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1400 #endif
1401         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1402         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1403         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1404         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1405         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1406         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1407         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1408
1409         /* The memory events */
1410         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1411         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1412         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1413         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1414         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1415         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1416         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1417 };
1418
1419 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1420 static int memcg_page_state_unit(int item)
1421 {
1422         switch (item) {
1423         case MEMCG_PERCPU_B:
1424         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1425         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1426         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1427         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1428         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1429         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1430         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1431         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1432         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1433                 return 1;
1434         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1435                 return SZ_1K;
1436         default:
1437                 return PAGE_SIZE;
1438         }
1439 }
1440
1441 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1442                                                     int item)
1443 {
1444         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1445 }
1446
1447 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1448 {
1449         struct seq_buf s;
1450         int i;
1451
1452         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1453         if (!s.buffer)
1454                 return NULL;
1455
1456         /*
1457          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1458          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1459          *
1460          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1461          * 1) generic big picture -> specifics and details
1462          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1463          *
1464          * Current memory state:
1465          */
1466         mem_cgroup_flush_stats();
1467
1468         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1469                 u64 size;
1470
1471                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1472                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1473
1474                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1475                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1476                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1477                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1478                 }
1479         }
1480
1481         /* Accumulated memory events */
1482
1483         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1484                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1485         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1486                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1487         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1488                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1489         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1490                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1491                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1492         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1493                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1494                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1495         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1496                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1497         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1498                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1499         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1500                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1501         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1502                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1503
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1506                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1507         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1508                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1509 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1510
1511         /* The above should easily fit into one page */
1512         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1513
1514         return s.buffer;
1515 }
1516
1517 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1518 /**
1519  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1520  * memory controller.
1521  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1522  * @p: Task that is going to be killed
1523  *
1524  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1525  * enabled
1526  */
1527 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1528 {
1529         rcu_read_lock();
1530
1531         if (memcg) {
1532                 pr_cont(",oom_memcg=");
1533                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1534         } else
1535                 pr_cont(",global_oom");
1536         if (p) {
1537                 pr_cont(",task_memcg=");
1538                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1539         }
1540         rcu_read_unlock();
1541 }
1542
1543 /**
1544  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1545  * memory controller.
1546  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1547  */
1548 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1549 {
1550         char *buf;
1551
1552         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1553                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1554                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1555         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1556                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1557                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1558                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1559         else {
1560                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1561                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1562                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1563                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1564                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1565                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1566         }
1567
1568         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1569         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1570         pr_cont(":");
1571         buf = memory_stat_format(memcg);
1572         if (!buf)
1573                 return;
1574         pr_info("%s", buf);
1575         kfree(buf);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1580  */
1581 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1584
1585         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1586                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1587                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1588                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1589         } else { /* v1 */
1590                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1591                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1592                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1593
1594                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1595                 }
1596         }
1597         return max;
1598 }
1599
1600 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1601 {
1602         return page_counter_read(&memcg->memory);
1603 }
1604
1605 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1606                                      int order)
1607 {
1608         struct oom_control oc = {
1609                 .zonelist = NULL,
1610                 .nodemask = NULL,
1611                 .memcg = memcg,
1612                 .gfp_mask = gfp_mask,
1613                 .order = order,
1614         };
1615         bool ret = true;
1616
1617         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1618                 return true;
1619
1620         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1621                 goto unlock;
1622
1623         /*
1624          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1625          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1626          */
1627         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1628
1629 unlock:
1630         mutex_unlock(&oom_lock);
1631         return ret;
1632 }
1633
1634 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1635                                    pg_data_t *pgdat,
1636                                    gfp_t gfp_mask,
1637                                    unsigned long *total_scanned)
1638 {
1639         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1640         int total = 0;
1641         int loop = 0;
1642         unsigned long excess;
1643         unsigned long nr_scanned;
1644         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1645                 .pgdat = pgdat,
1646         };
1647
1648         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1649
1650         while (1) {
1651                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1652                 if (!victim) {
1653                         loop++;
1654                         if (loop >= 2) {
1655                                 /*
1656                                  * If we have not been able to reclaim
1657                                  * anything, it might because there are
1658                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1659                                  */
1660                                 if (!total)
1661                                         break;
1662                                 /*
1663                                  * We want to do more targeted reclaim.
1664                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1665                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1666                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1667                                  */
1668                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1669                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1670                                         break;
1671                         }
1672                         continue;
1673                 }
1674                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1675                                         pgdat, &nr_scanned);
1676                 *total_scanned += nr_scanned;
1677                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1678                         break;
1679         }
1680         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1681         return total;
1682 }
1683
1684 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1685 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1686         .name = "memcg_oom_lock",
1687 };
1688 #endif
1689
1690 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1691
1692 /*
1693  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1694  * If someone is running, return false.
1695  */
1696 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1697 {
1698         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1699
1700         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1701
1702         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1703                 if (iter->oom_lock) {
1704                         /*
1705                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1706                          * so we cannot give a lock.
1707                          */
1708                         failed = iter;
1709                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1710                         break;
1711                 } else
1712                         iter->oom_lock = true;
1713         }
1714
1715         if (failed) {
1716                 /*
1717                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1718                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1719                  */
1720                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1721                         if (iter == failed) {
1722                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1723                                 break;
1724                         }
1725                         iter->oom_lock = false;
1726                 }
1727         } else
1728                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1729
1730         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1731
1732         return !failed;
1733 }
1734
1735 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1736 {
1737         struct mem_cgroup *iter;
1738
1739         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1740         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1741         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1742                 iter->oom_lock = false;
1743         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1744 }
1745
1746 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter;
1749
1750         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1751         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1752                 iter->under_oom++;
1753         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1754 }
1755
1756 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1757 {
1758         struct mem_cgroup *iter;
1759
1760         /*
1761          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1762          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1763          */
1764         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1765         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1766                 if (iter->under_oom > 0)
1767                         iter->under_oom--;
1768         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1769 }
1770
1771 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1772
1773 struct oom_wait_info {
1774         struct mem_cgroup *memcg;
1775         wait_queue_entry_t      wait;
1776 };
1777
1778 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1779         unsigned mode, int sync, void *arg)
1780 {
1781         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1782         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1783         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1784
1785         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1786         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1787
1788         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1789             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1790                 return 0;
1791         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1792 }
1793
1794 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1795 {
1796         /*
1797          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1798          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1799          * this function is called as a result of userland actions
1800          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1801          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1802          * triggering notification.
1803          */
1804         if (memcg && memcg->under_oom)
1805                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1806 }
1807
1808 enum oom_status {
1809         OOM_SUCCESS,
1810         OOM_FAILED,
1811         OOM_ASYNC,
1812         OOM_SKIPPED
1813 };
1814
1815 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1816 {
1817         enum oom_status ret;
1818         bool locked;
1819
1820         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1821                 return OOM_SKIPPED;
1822
1823         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1824
1825         /*
1826          * We are in the middle of the charge context here, so we
1827          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1828          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1829          *
1830          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1831          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1832          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1833          * released.
1834          *
1835          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1836          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1837          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1838          * invoke the oom killer here.
1839          *
1840          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1841          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1842          */
1843         if (memcg->oom_kill_disable) {
1844                 if (!current->in_user_fault)
1845                         return OOM_SKIPPED;
1846                 css_get(&memcg->css);
1847                 current->memcg_in_oom = memcg;
1848                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1849                 current->memcg_oom_order = order;
1850
1851                 return OOM_ASYNC;
1852         }
1853
1854         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1855
1856         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1857
1858         if (locked)
1859                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1860
1861         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1862         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1863                 ret = OOM_SUCCESS;
1864         else
1865                 ret = OOM_FAILED;
1866
1867         if (locked)
1868                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1869
1870         return ret;
1871 }
1872
1873 /**
1874  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1875  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1876  *
1877  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1878  * handler was enabled.
1879  *
1880  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1881  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1882  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1883  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1884  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1885  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1886  *
1887  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1888  * completed, %false otherwise.
1889  */
1890 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1891 {
1892         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1893         struct oom_wait_info owait;
1894         bool locked;
1895
1896         /* OOM is global, do not handle */
1897         if (!memcg)
1898                 return false;
1899
1900         if (!handle)
1901                 goto cleanup;
1902
1903         owait.memcg = memcg;
1904         owait.wait.flags = 0;
1905         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1906         owait.wait.private = current;
1907         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1908
1909         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1910         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1911
1912         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1913
1914         if (locked)
1915                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1916
1917         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1918                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1919                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1920                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1921                                          current->memcg_oom_order);
1922         } else {
1923                 schedule();
1924                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1925                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1926         }
1927
1928         if (locked) {
1929                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1930                 /*
1931                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1932                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1933                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1934                  */
1935                 memcg_oom_recover(memcg);
1936         }
1937 cleanup:
1938         current->memcg_in_oom = NULL;
1939         css_put(&memcg->css);
1940         return true;
1941 }
1942
1943 /**
1944  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1945  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1946  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1947  *
1948  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1949  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1950  *
1951  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1952  */
1953 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1954                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1955 {
1956         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1957         struct mem_cgroup *memcg;
1958
1959         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1960                 return NULL;
1961
1962         if (!oom_domain)
1963                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1964
1965         rcu_read_lock();
1966
1967         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1968         if (memcg == root_mem_cgroup)
1969                 goto out;
1970
1971         /*
1972          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1973          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1974          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1975          */
1976         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1977                 goto out;
1978
1979         /*
1980          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1981          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1982          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1983          */
1984         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1985                 if (memcg->oom_group)
1986                         oom_group = memcg;
1987
1988                 if (memcg == oom_domain)
1989                         break;
1990         }
1991
1992         if (oom_group)
1993                 css_get(&oom_group->css);
1994 out:
1995         rcu_read_unlock();
1996
1997         return oom_group;
1998 }
1999
2000 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2001 {
2002         pr_info("Tasks in ");
2003         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2004         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2005 }
2006
2007 /**
2008  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2009  * @page: the page
2010  *
2011  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2012  * another cgroup.
2013  *
2014  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
2015  * for the lifetime of the page.
2016  */
2017 void lock_page_memcg(struct page *page)
2018 {
2019         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2020         struct mem_cgroup *memcg;
2021         unsigned long flags;
2022
2023         /*
2024          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2025          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2026          * because page moving starts with an RCU grace period.
2027          */
2028         rcu_read_lock();
2029
2030         if (mem_cgroup_disabled())
2031                 return;
2032 again:
2033         memcg = page_memcg(head);
2034         if (unlikely(!memcg))
2035                 return;
2036
2037 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2038         local_irq_save(flags);
2039         might_lock(&memcg->move_lock);
2040         local_irq_restore(flags);
2041 #endif
2042
2043         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2044                 return;
2045
2046         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2047         if (memcg != page_memcg(head)) {
2048                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2049                 goto again;
2050         }
2051
2052         /*
2053          * When charge migration first begins, we can have multiple
2054          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2055          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2056          * move_lock for unlock_page_memcg().
2057          */
2058         memcg->move_lock_task = current;
2059         memcg->move_lock_flags = flags;
2060 }
2061 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2062
2063 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2064 {
2065         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2066                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2067
2068                 memcg->move_lock_task = NULL;
2069                 memcg->move_lock_flags = 0;
2070
2071                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2072         }
2073
2074         rcu_read_unlock();
2075 }
2076
2077 /**
2078  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2079  * @page: the page
2080  */
2081 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2082 {
2083         struct page *head = compound_head(page);
2084
2085         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2086 }
2087 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2088
2089 struct obj_stock {
2090 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2091         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2092         struct pglist_data *cached_pgdat;
2093         unsigned int nr_bytes;
2094         int nr_slab_reclaimable_b;
2095         int nr_slab_unreclaimable_b;
2096 #else
2097         int dummy[0];
2098 #endif
2099 };
2100
2101 struct memcg_stock_pcp {
2102         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2103         unsigned int nr_pages;
2104         struct obj_stock task_obj;
2105         struct obj_stock irq_obj;
2106
2107         struct work_struct work;
2108         unsigned long flags;
2109 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2110 };
2111 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2112 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2113
2114 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2115 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2116 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2117                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2118
2119 #else
2120 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2121 {
2122 }
2123 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2124                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2125 {
2126         return false;
2127 }
2128 #endif
2129
2130 /*
2131  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2132  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2133  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2134  * task context and interrupt context access respectively.
2135  *
2136  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2137  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2138  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2139  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2140  */
2141 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2142 {
2143         struct memcg_stock_pcp *stock;
2144
2145         if (likely(in_task())) {
2146                 *pflags = 0UL;
2147                 preempt_disable();
2148                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2149                 return &stock->task_obj;
2150         }
2151
2152         local_irq_save(*pflags);
2153         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2154         return &stock->irq_obj;
2155 }
2156
2157 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2158 {
2159         if (likely(in_task()))
2160                 preempt_enable();
2161         else
2162                 local_irq_restore(flags);
2163 }
2164
2165 /**
2166  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2167  * @memcg: memcg to consume from.
2168  * @nr_pages: how many pages to charge.
2169  *
2170  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2171  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2172  * service an allocation will refill the stock.
2173  *
2174  * returns true if successful, false otherwise.
2175  */
2176 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2177 {
2178         struct memcg_stock_pcp *stock;
2179         unsigned long flags;
2180         bool ret = false;
2181
2182         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2183                 return ret;
2184
2185         local_irq_save(flags);
2186
2187         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2188         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2189                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2190                 ret = true;
2191         }
2192
2193         local_irq_restore(flags);
2194
2195         return ret;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2200  */
2201 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2202 {
2203         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2204
2205         if (!old)
2206                 return;
2207
2208         if (stock->nr_pages) {
2209                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2210                 if (do_memsw_account())
2211                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2212                 stock->nr_pages = 0;
2213         }
2214
2215         css_put(&old->css);
2216         stock->cached = NULL;
2217 }
2218
2219 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2220 {
2221         struct memcg_stock_pcp *stock;
2222         unsigned long flags;
2223
2224         /*
2225          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2226          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2227          * here with IRQ disabled
2228          */
2229         local_irq_save(flags);
2230
2231         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2232         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2233         if (in_task())
2234                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2235         drain_stock(stock);
2236         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2237
2238         local_irq_restore(flags);
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2243  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2244  */
2245 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2246 {
2247         struct memcg_stock_pcp *stock;
2248         unsigned long flags;
2249
2250         local_irq_save(flags);
2251
2252         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2253         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2254                 drain_stock(stock);
2255                 css_get(&memcg->css);
2256                 stock->cached = memcg;
2257         }
2258         stock->nr_pages += nr_pages;
2259
2260         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2261                 drain_stock(stock);
2262
2263         local_irq_restore(flags);
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2268  * of the hierarchy under it.
2269  */
2270 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2271 {
2272         int cpu, curcpu;
2273
2274         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2275         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2276                 return;
2277         /*
2278          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2279          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2280          * as well as workers from this path always operate on the local
2281          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2282          */
2283         curcpu = get_cpu();
2284         for_each_online_cpu(cpu) {
2285                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2286                 struct mem_cgroup *memcg;
2287                 bool flush = false;
2288
2289                 rcu_read_lock();
2290                 memcg = stock->cached;
2291                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2292                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2293                         flush = true;
2294                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2295                         flush = true;
2296                 rcu_read_unlock();
2297
2298                 if (flush &&
2299                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2300                         if (cpu == curcpu)
2301                                 drain_local_stock(&stock->work);
2302                         else
2303                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2304                 }
2305         }
2306         put_cpu();
2307         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2308 }
2309
2310 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2311 {
2312         struct memcg_stock_pcp *stock;
2313
2314         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2315         drain_stock(stock);
2316
2317         return 0;
2318 }
2319
2320 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2321                                   unsigned int nr_pages,
2322                                   gfp_t gfp_mask)
2323 {
2324         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2325
2326         do {
2327                 unsigned long pflags;
2328
2329                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2330                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2331                         continue;
2332
2333                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2334
2335                 psi_memstall_enter(&pflags);
2336                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2337                                                              gfp_mask, true);
2338                 psi_memstall_leave(&pflags);
2339         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2340                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2341
2342         return nr_reclaimed;
2343 }
2344
2345 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2346 {
2347         struct mem_cgroup *memcg;
2348
2349         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2350         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2355  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2356  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2357  */
2358 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2359
2360 /*
2361  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2362  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2363  * below.
2364  *
2365  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2366  *   overage ratio to a delay.
2367  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2368  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2369  *   to produce a reasonable delay curve.
2370  *
2371  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2372  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2373  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2374  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2375  * example, with a high of 100 megabytes:
2376  *
2377  *  +-------+------------------------+
2378  *  | usage | time to allocate in ms |
2379  *  +-------+------------------------+
2380  *  | 100M  |                      0 |
2381  *  | 101M  |                      6 |
2382  *  | 102M  |                     25 |
2383  *  | 103M  |                     57 |
2384  *  | 104M  |                    102 |
2385  *  | 105M  |                    159 |
2386  *  | 106M  |                    230 |
2387  *  | 107M  |                    313 |
2388  *  | 108M  |                    409 |
2389  *  | 109M  |                    518 |
2390  *  | 110M  |                    639 |
2391  *  | 111M  |                    774 |
2392  *  | 112M  |                    921 |
2393  *  | 113M  |                   1081 |
2394  *  | 114M  |                   1254 |
2395  *  | 115M  |                   1439 |
2396  *  | 116M  |                   1638 |
2397  *  | 117M  |                   1849 |
2398  *  | 118M  |                   2000 |
2399  *  | 119M  |                   2000 |
2400  *  | 120M  |                   2000 |
2401  *  +-------+------------------------+
2402  */
2403  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2404  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2405
2406 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2407 {
2408         u64 overage;
2409
2410         if (usage <= high)
2411                 return 0;
2412
2413         /*
2414          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2415          * it was a threshold of 1 page
2416          */
2417         high = max(high, 1UL);
2418
2419         overage = usage - high;
2420         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2421         return div64_u64(overage, high);
2422 }
2423
2424 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2425 {
2426         u64 overage, max_overage = 0;
2427
2428         do {
2429                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2430                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2431                 max_overage = max(overage, max_overage);
2432         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2433                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2434
2435         return max_overage;
2436 }
2437
2438 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2439 {
2440         u64 overage, max_overage = 0;
2441
2442         do {
2443                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2444                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2445                 if (overage)
2446                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2447                 max_overage = max(overage, max_overage);
2448         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2449                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2450
2451         return max_overage;
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2456  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2457  */
2458 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2459                                           unsigned int nr_pages,
2460                                           u64 max_overage)
2461 {
2462         unsigned long penalty_jiffies;
2463
2464         if (!max_overage)
2465                 return 0;
2466
2467         /*
2468          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2469          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2470          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2471          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2472          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2473          * overage amount.
2474          */
2475         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2476         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2477         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2478
2479         /*
2480          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2481          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2482          * 4N-sized allocation.
2483          *
2484          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2485          * larger the current charge patch is than that.
2486          */
2487         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2492  * and reclaims memory over the high limit.
2493  */
2494 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2495 {
2496         unsigned long penalty_jiffies;
2497         unsigned long pflags;
2498         unsigned long nr_reclaimed;
2499         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2500         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2501         struct mem_cgroup *memcg;
2502         bool in_retry = false;
2503
2504         if (likely(!nr_pages))
2505                 return;
2506
2507         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2508         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2509
2510 retry_reclaim:
2511         /*
2512          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2513          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2514          * or breaching resource isolation.
2515          *
2516          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2517          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2518          * allocator run every time an allocation is made.
2519          */
2520         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2521                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2522                                     GFP_KERNEL);
2523
2524         /*
2525          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2526          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2527          */
2528         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2529                                                mem_find_max_overage(memcg));
2530
2531         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2532                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2533
2534         /*
2535          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2536          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2537          * extremely slowly.
2538          */
2539         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2540
2541         /*
2542          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2543          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2544          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2545          * been aggressively reclaimed enough yet.
2546          */
2547         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2548                 goto out;
2549
2550         /*
2551          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2552          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2553          * throttling.
2554          */
2555         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2556                 in_retry = true;
2557                 goto retry_reclaim;
2558         }
2559
2560         /*
2561          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2562          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2563          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2564          */
2565         psi_memstall_enter(&pflags);
2566         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2567         psi_memstall_leave(&pflags);
2568
2569 out:
2570         css_put(&memcg->css);
2571 }
2572
2573 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2574                         unsigned int nr_pages)
2575 {
2576         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2577         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2578         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2579         struct page_counter *counter;
2580         enum oom_status oom_status;
2581         unsigned long nr_reclaimed;
2582         bool passed_oom = false;
2583         bool may_swap = true;
2584         bool drained = false;
2585         unsigned long pflags;
2586
2587 retry:
2588         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2589                 return 0;
2590
2591         if (!do_memsw_account() ||
2592             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2593                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2594                         goto done_restock;
2595                 if (do_memsw_account())
2596                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2597                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2598         } else {
2599                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2600                 may_swap = false;
2601         }
2602
2603         if (batch > nr_pages) {
2604                 batch = nr_pages;
2605                 goto retry;
2606         }
2607
2608         /*
2609          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2610          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2611          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2612          * and let these go through as privileged allocations.
2613          */
2614         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2615                 goto force;
2616
2617         /*
2618          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2619          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2620          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2621          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2622          */
2623         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2624                 goto force;
2625
2626         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2627                 goto nomem;
2628
2629         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2630                 goto nomem;
2631
2632         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2633
2634         psi_memstall_enter(&pflags);
2635         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2636                                                     gfp_mask, may_swap);
2637         psi_memstall_leave(&pflags);
2638
2639         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2640                 goto retry;
2641
2642         if (!drained) {
2643                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2644                 drained = true;
2645                 goto retry;
2646         }
2647
2648         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2649                 goto nomem;
2650         /*
2651          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2652          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2653          * before killing the task.
2654          *
2655          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2656          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2657          * to regular pages anyway in case of failure.
2658          */
2659         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2660                 goto retry;
2661         /*
2662          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2663          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2664          */
2665         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2666                 goto retry;
2667
2668         if (nr_retries--)
2669                 goto retry;
2670
2671         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2672                 goto nomem;
2673
2674         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2675         if (passed_oom && task_is_dying())
2676                 goto nomem;
2677
2678         /*
2679          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2680          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2681          * couldn't make any progress.
2682          */
2683         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2684                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2685         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2686                 passed_oom = true;
2687                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2688                 goto retry;
2689         }
2690 nomem:
2691         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2692                 return -ENOMEM;
2693 force:
2694         /*
2695          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2696          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2697          * temporarily by force charging it.
2698          */
2699         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2700         if (do_memsw_account())
2701                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2702
2703         return 0;
2704
2705 done_restock:
2706         if (batch > nr_pages)
2707                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2708
2709         /*
2710          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2711          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2712          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2713          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2714          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2715          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2716          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2717          */
2718         do {
2719                 bool mem_high, swap_high;
2720
2721                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2722                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2723                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2724                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2725
2726                 /* Don't bother a random interrupted task */
2727                 if (in_interrupt()) {
2728                         if (mem_high) {
2729                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2730                                 break;
2731                         }
2732                         continue;
2733                 }
2734
2735                 if (mem_high || swap_high) {
2736                         /*
2737                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2738                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2739                          * of the memory or swap footprints.
2740                          *
2741                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2742                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2743                          * based on how much each task is actually allocating.
2744                          */
2745                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2746                         set_notify_resume(current);
2747                         break;
2748                 }
2749         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2750
2751         return 0;
2752 }
2753
2754 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2755                              unsigned int nr_pages)
2756 {
2757         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2758                 return 0;
2759
2760         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2761 }
2762
2763 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2764 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2765 {
2766         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2767                 return;
2768
2769         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2770         if (do_memsw_account())
2771                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2772 }
2773 #endif
2774
2775 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2776 {
2777         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2778         /*
2779          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2780          *
2781          * - the page lock
2782          * - LRU isolation
2783          * - lock_page_memcg()
2784          * - exclusive reference
2785          */
2786         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2787 }
2788
2789 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2790 {
2791         struct mem_cgroup *memcg;
2792
2793         rcu_read_lock();
2794 retry:
2795         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2796         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2797                 goto retry;
2798         rcu_read_unlock();
2799
2800         return memcg;
2801 }
2802
2803 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2804 /*
2805  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2806  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2807  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2808  */
2809 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2810
2811 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2812                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2813 {
2814         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2815         unsigned long memcg_data;
2816         void *vec;
2817
2818         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2819         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2820                            page_to_nid(page));
2821         if (!vec)
2822                 return -ENOMEM;
2823
2824         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2825         if (new_page) {
2826                 /*
2827                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2828                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2829                  * memcg_data can be simply assigned.
2830                  */
2831                 page->memcg_data = memcg_data;
2832         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2833                 /*
2834                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2835                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2836                  * objcg vector should be reused.
2837                  */
2838                 kfree(vec);
2839                 return 0;
2840         }
2841
2842         kmemleak_not_leak(vec);
2843         return 0;
2844 }
2845
2846 /*
2847  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2848  *
2849  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2850  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2851  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2852  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2853  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2854  *
2855  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2856  * cgroup_mutex, etc.
2857  */
2858 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2859 {
2860         struct page *page;
2861
2862         if (mem_cgroup_disabled())
2863                 return NULL;
2864
2865         page = virt_to_head_page(p);
2866
2867         /*
2868          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2869          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2870          * the page->obj_cgroups.
2871          */
2872         if (page_objcgs_check(page)) {
2873                 struct obj_cgroup *objcg;
2874                 unsigned int off;
2875
2876                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2877                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2878                 if (objcg)
2879                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2880
2881                 return NULL;
2882         }
2883
2884         /*
2885          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2886          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2887          * at that moment, but it can be set concurrently.
2888          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2889          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2890          */
2891         return page_memcg_check(page);
2892 }
2893
2894 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2895 {
2896         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2897         struct mem_cgroup *memcg;
2898
2899         if (memcg_kmem_bypass())
2900                 return NULL;
2901
2902         rcu_read_lock();
2903         if (unlikely(active_memcg()))
2904                 memcg = active_memcg();
2905         else
2906                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2907
2908         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2909                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2910                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2911                         break;
2912                 objcg = NULL;
2913         }
2914         rcu_read_unlock();
2915
2916         return objcg;
2917 }
2918
2919 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2920 {
2921         int id, size;
2922         int err;
2923
2924         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2925                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2926         if (id < 0)
2927                 return id;
2928
2929         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2930                 return id;
2931
2932         /*
2933          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2934          * so we have to grow them.
2935          */
2936         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2937
2938         size = 2 * (id + 1);
2939         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2940                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2941         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2942                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2943
2944         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2945         if (!err)
2946                 memcg_nr_cache_ids = size;
2947
2948         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2949
2950         if (err) {
2951                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2952                 return err;
2953         }
2954         return id;
2955 }
2956
2957 static void memcg_free_cache_id(int id)
2958 {
2959         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2960 }
2961
2962 /*
2963  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2964  * @objcg: object cgroup to uncharge
2965  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2966  */
2967 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2968                                       unsigned int nr_pages)
2969 {
2970         struct mem_cgroup *memcg;
2971
2972         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2973
2974         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2975                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2976         refill_stock(memcg, nr_pages);
2977
2978         css_put(&memcg->css);
2979 }
2980
2981 /*
2982  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2983  * @objcg: object cgroup to charge
2984  * @gfp: reclaim mode
2985  * @nr_pages: number of pages to charge
2986  *
2987  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2988  */
2989 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
2990                                    unsigned int nr_pages)
2991 {
2992         struct page_counter *counter;
2993         struct mem_cgroup *memcg;
2994         int ret;
2995
2996         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2997
2998         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
2999         if (ret)
3000                 goto out;
3001
3002         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3003             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3004
3005                 /*
3006                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3007                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3008                  * handling code.
3009                  */
3010                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3011                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3012                         goto out;
3013                 }
3014                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3015                 ret = -ENOMEM;
3016         }
3017 out:
3018         css_put(&memcg->css);
3019
3020         return ret;
3021 }
3022
3023 /**
3024  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3025  * @page: page to charge
3026  * @gfp: reclaim mode
3027  * @order: allocation order
3028  *
3029  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3030  */
3031 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3032 {
3033         struct obj_cgroup *objcg;
3034         int ret = 0;
3035
3036         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3037         if (objcg) {
3038                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3039                 if (!ret) {
3040                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3041                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3042                         return 0;
3043                 }
3044                 obj_cgroup_put(objcg);
3045         }
3046         return ret;
3047 }
3048
3049 /**
3050  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3051  * @page: page to uncharge
3052  * @order: allocation order
3053  */
3054 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3055 {
3056         struct obj_cgroup *objcg;
3057         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3058
3059         if (!PageMemcgKmem(page))
3060                 return;
3061
3062         objcg = __page_objcg(page);
3063         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3064         page->memcg_data = 0;
3065         obj_cgroup_put(objcg);
3066 }
3067
3068 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3069                      enum node_stat_item idx, int nr)
3070 {
3071         unsigned long flags;
3072         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3073         int *bytes;
3074
3075         /*
3076          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3077          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3078          * changes.
3079          */
3080         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3081                 drain_obj_stock(stock);
3082                 obj_cgroup_get(objcg);
3083                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3084                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3085                 stock->cached_objcg = objcg;
3086                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3087         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3088                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3089                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3090
3091                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3092                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3093                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3094                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3095                 }
3096                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3097                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3098                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3099                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3100                 }
3101                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3102         }
3103
3104         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3105                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3106         /*
3107          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3108          * cached locally at least once before pushing it out.
3109          */
3110         if (!*bytes) {
3111                 *bytes = nr;
3112                 nr = 0;
3113         } else {
3114                 *bytes += nr;
3115                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3116                         nr = *bytes;
3117                         *bytes = 0;
3118                 } else {
3119                         nr = 0;
3120                 }
3121         }
3122         if (nr)
3123                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3124
3125         put_obj_stock(flags);
3126 }
3127
3128 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3129 {
3130         unsigned long flags;
3131         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3132         bool ret = false;
3133
3134         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3135                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3136                 ret = true;
3137         }
3138
3139         put_obj_stock(flags);
3140
3141         return ret;
3142 }
3143
3144 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3145 {
3146         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3147
3148         if (!old)
3149                 return;
3150
3151         if (stock->nr_bytes) {
3152                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3153                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3154
3155                 if (nr_pages)
3156                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3157
3158                 /*
3159                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3160                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3161                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3162                  * refill_obj_stock().
3163                  *
3164                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3165                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3166                  * so it might be changed in the future.
3167                  */
3168                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3169                 stock->nr_bytes = 0;
3170         }
3171
3172         /*
3173          * Flush the vmstat data in current stock
3174          */
3175         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3176                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3177                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3178                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3179                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3180                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3181                 }
3182                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3183                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3184                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3185                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3186                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3187                 }
3188                 stock->cached_pgdat = NULL;
3189         }
3190
3191         obj_cgroup_put(old);
3192         stock->cached_objcg = NULL;
3193 }
3194
3195 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3196                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3197 {
3198         struct mem_cgroup *memcg;
3199
3200         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3201                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3202                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3203                         return true;
3204         }
3205         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3206                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3207                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3208                         return true;
3209         }
3210
3211         return false;
3212 }
3213
3214 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3215                              bool allow_uncharge)
3216 {
3217         unsigned long flags;
3218         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3219         unsigned int nr_pages = 0;
3220
3221         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3222                 drain_obj_stock(stock);
3223                 obj_cgroup_get(objcg);
3224                 stock->cached_objcg = objcg;
3225                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3226                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3227                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3228         }
3229         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3230
3231         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3232                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3233                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3234         }
3235
3236         put_obj_stock(flags);
3237
3238         if (nr_pages)
3239                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3240 }
3241
3242 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3243 {
3244         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3245         int ret;
3246
3247         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3248                 return 0;
3249
3250         /*
3251          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3252          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3253          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3254          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3255          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3256          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3257          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3258          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3259          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3260          *
3261          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3262          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3263          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3264          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3265          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3266          * page uncharge right after a page charge, we set the
3267          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3268          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3269          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3270          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3271          * race.
3272          */
3273         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3274         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3275
3276         if (nr_bytes)
3277                 nr_pages += 1;
3278
3279         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3280         if (!ret && nr_bytes)
3281                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3282
3283         return ret;
3284 }
3285
3286 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3287 {
3288         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3289 }
3290
3291 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3292
3293 /*
3294  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3295  */
3296 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3297 {
3298         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3299         int i;
3300
3301         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3302                 return;
3303
3304         for (i = 1; i < nr; i++)
3305                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3306
3307         if (PageMemcgKmem(head))
3308                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3309         else
3310                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3311 }
3312
3313 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3314 /**
3315  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3316  * @entry: swap entry to be moved
3317  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3318  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3319  *
3320  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3321  * as the mem_cgroup's id of @from.
3322  *
3323  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3324  *
3325  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3326  * both res and memsw, and called css_get().
3327  */
3328 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3329                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3330 {
3331         unsigned short old_id, new_id;
3332
3333         old_id = mem_cgroup_id(from);
3334         new_id = mem_cgroup_id(to);
3335
3336         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3337                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3338                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3339                 return 0;
3340         }
3341         return -EINVAL;
3342 }
3343 #else
3344 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3345                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3346 {
3347         return -EINVAL;
3348 }
3349 #endif
3350
3351 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3352
3353 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3354                                  unsigned long max, bool memsw)
3355 {
3356         bool enlarge = false;
3357         bool drained = false;
3358         int ret;
3359         bool limits_invariant;
3360         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3361
3362         do {
3363                 if (signal_pending(current)) {
3364                         ret = -EINTR;
3365                         break;
3366                 }
3367
3368                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3369                 /*
3370                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3371                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3372                  */
3373                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3374                                            max <= memcg->memsw.max;
3375                 if (!limits_invariant) {
3376                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3377                         ret = -EINVAL;
3378                         break;
3379                 }
3380                 if (max > counter->max)
3381                         enlarge = true;
3382                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3383                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3384
3385                 if (!ret)
3386                         break;
3387
3388                 if (!drained) {
3389                         drain_all_stock(memcg);
3390                         drained = true;
3391                         continue;
3392                 }
3393
3394                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3395                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3396                         ret = -EBUSY;
3397                         break;
3398                 }
3399         } while (true);
3400
3401         if (!ret && enlarge)
3402                 memcg_oom_recover(memcg);
3403
3404         return ret;
3405 }
3406
3407 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3408                                             gfp_t gfp_mask,
3409                                             unsigned long *total_scanned)
3410 {
3411         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3412         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3413         unsigned long reclaimed;
3414         int loop = 0;
3415         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3416         unsigned long excess;
3417         unsigned long nr_scanned;
3418
3419         if (order > 0)
3420                 return 0;
3421
3422         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3423
3424         /*
3425          * Do not even bother to check the largest node if the root
3426          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3427          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3428          */
3429         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3430                 return 0;
3431
3432         /*
3433          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3434          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3435          * pressure
3436          */
3437         do {
3438                 if (next_mz)
3439                         mz = next_mz;
3440                 else
3441                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3442                 if (!mz)
3443                         break;
3444
3445                 nr_scanned = 0;
3446                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3447                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3448                 nr_reclaimed += reclaimed;
3449                 *total_scanned += nr_scanned;
3450                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3451                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3452
3453                 /*
3454                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3455                  * it is time to move on to the next cgroup
3456                  */
3457                 next_mz = NULL;
3458                 if (!reclaimed)
3459                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3460
3461                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3462                 /*
3463                  * One school of thought says that we should not add
3464                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3465                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3466                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3467                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3468                  * term TODO.
3469                  */
3470                 /* If excess == 0, no tree ops */
3471                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3472                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3473                 css_put(&mz->memcg->css);
3474                 loop++;
3475                 /*
3476                  * Could not reclaim anything and there are no more
3477                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3478                  * reclaiming anything.
3479                  */
3480                 if (!nr_reclaimed &&
3481                         (next_mz == NULL ||
3482                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3483                         break;
3484         } while (!nr_reclaimed);
3485         if (next_mz)
3486                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3487         return nr_reclaimed;
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3492  *
3493  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3494  */
3495 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3496 {
3497         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3498
3499         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3500         lru_add_drain_all();
3501
3502         drain_all_stock(memcg);
3503
3504         /* try to free all pages in this cgroup */
3505         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3506                 int progress;
3507
3508                 if (signal_pending(current))
3509                         return -EINTR;
3510
3511                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3512                                                         GFP_KERNEL, true);
3513                 if (!progress) {
3514                         nr_retries--;
3515                         /* maybe some writeback is necessary */
3516                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3517                 }
3518
3519         }
3520
3521         return 0;
3522 }
3523
3524 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3525                                             char *buf, size_t nbytes,
3526                                             loff_t off)
3527 {
3528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3529
3530         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3531                 return -EINVAL;
3532         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3533 }
3534
3535 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3536                                      struct cftype *cft)
3537 {
3538         return 1;
3539 }
3540
3541 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3542                                       struct cftype *cft, u64 val)
3543 {
3544         if (val == 1)
3545                 return 0;
3546
3547         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3548                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3549                      "depend on this functionality.\n");
3550
3551         return -EINVAL;
3552 }
3553
3554 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3555 {
3556         unsigned long val;
3557
3558         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3559                 mem_cgroup_flush_stats();
3560                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3561                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3562                 if (swap)
3563                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3564         } else {
3565                 if (!swap)
3566                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3567                 else
3568                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3569         }
3570         return val;
3571 }
3572
3573 enum {
3574         RES_USAGE,
3575         RES_LIMIT,
3576         RES_MAX_USAGE,
3577         RES_FAILCNT,
3578         RES_SOFT_LIMIT,
3579 };
3580
3581 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3582                                struct cftype *cft)
3583 {
3584         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3585         struct page_counter *counter;
3586
3587         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3588         case _MEM:
3589                 counter = &memcg->memory;
3590                 break;
3591         case _MEMSWAP:
3592                 counter = &memcg->memsw;
3593                 break;
3594         case _KMEM:
3595                 counter = &memcg->kmem;
3596                 break;
3597         case _TCP:
3598                 counter = &memcg->tcpmem;
3599                 break;
3600         default:
3601                 BUG();
3602         }
3603
3604         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3605         case RES_USAGE:
3606                 if (counter == &memcg->memory)
3607                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3608                 if (counter == &memcg->memsw)
3609                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3610                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3611         case RES_LIMIT:
3612                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3613         case RES_MAX_USAGE:
3614                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3615         case RES_FAILCNT:
3616                 return counter->failcnt;
3617         case RES_SOFT_LIMIT:
3618                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3619         default:
3620                 BUG();
3621         }
3622 }
3623
3624 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3625 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3626 {
3627         struct obj_cgroup *objcg;
3628         int memcg_id;
3629
3630         if (cgroup_memory_nokmem)
3631                 return 0;
3632
3633         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3634         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3635
3636         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3637         if (memcg_id < 0)
3638                 return memcg_id;
3639
3640         objcg = obj_cgroup_alloc();
3641         if (!objcg) {
3642                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3643                 return -ENOMEM;
3644         }
3645         objcg->memcg = memcg;
3646         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3647
3648         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3649
3650         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3651         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3652
3653         return 0;
3654 }
3655
3656 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3657 {
3658         struct cgroup_subsys_state *css;
3659         struct mem_cgroup *parent, *child;
3660         int kmemcg_id;
3661
3662         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3663                 return;
3664
3665         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3666
3667         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3668         if (!parent)
3669                 parent = root_mem_cgroup;
3670
3671         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3672
3673         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3674         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3675
3676         /*
3677          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3678          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3679          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3680          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3681          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3682          * memcg_drain_all_list_lrus().
3683          */
3684         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3685         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3686                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3687                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3688                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3689         }
3690         rcu_read_unlock();
3691
3692         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3693
3694         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3695 }
3696
3697 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3698 {
3699         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3700         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3701                 memcg_offline_kmem(memcg);
3702 }
3703 #else
3704 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3705 {
3706         return 0;
3707 }
3708 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3709 {
3710 }
3711 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3712 {
3713 }
3714 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3715
3716 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3717                                  unsigned long max)
3718 {
3719         int ret;
3720
3721         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3722         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3723         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3724         return ret;
3725 }
3726
3727 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3728 {
3729         int ret;
3730
3731         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3732
3733         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3734         if (ret)
3735                 goto out;
3736
3737         if (!memcg->tcpmem_active) {
3738                 /*
3739                  * The active flag needs to be written after the static_key
3740                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3741                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3742                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3743                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3744                  *
3745                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3746                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3747                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3748                  * yet, we'll lose accounting.
3749                  *
3750                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3751                  * because when this value change, the code to process it is not
3752                  * patched in yet.
3753                  */
3754                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3755                 memcg->tcpmem_active = true;
3756         }
3757 out:
3758         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3759         return ret;
3760 }
3761
3762 /*
3763  * The user of this function is...
3764  * RES_LIMIT.
3765  */
3766 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3767                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3768 {
3769         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3770         unsigned long nr_pages;
3771         int ret;
3772
3773         buf = strstrip(buf);
3774         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3775         if (ret)
3776                 return ret;
3777
3778         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3779         case RES_LIMIT:
3780                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3781                         ret = -EINVAL;
3782                         break;
3783                 }
3784                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3785                 case _MEM:
3786                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3787                         break;
3788                 case _MEMSWAP:
3789                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3790                         break;
3791                 case _KMEM:
3792                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3793                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3794                                      "depend on this functionality.\n");
3795                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3796                         break;
3797                 case _TCP:
3798                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3799                         break;
3800                 }
3801                 break;
3802         case RES_SOFT_LIMIT:
3803                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3804                 ret = 0;
3805                 break;
3806         }
3807         return ret ?: nbytes;
3808 }
3809
3810 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3811                                 size_t nbytes, loff_t off)
3812 {
3813         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3814         struct page_counter *counter;
3815
3816         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3817         case _MEM:
3818                 counter = &memcg->memory;
3819                 break;
3820         case _MEMSWAP:
3821                 counter = &memcg->memsw;
3822                 break;
3823         case _KMEM:
3824                 counter = &memcg->kmem;
3825                 break;
3826         case _TCP:
3827                 counter = &memcg->tcpmem;
3828                 break;
3829         default:
3830                 BUG();
3831         }
3832
3833         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3834         case RES_MAX_USAGE:
3835                 page_counter_reset_watermark(counter);
3836                 break;
3837         case RES_FAILCNT:
3838                 counter->failcnt = 0;
3839                 break;
3840         default:
3841                 BUG();
3842         }
3843
3844         return nbytes;
3845 }
3846
3847 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3848                                         struct cftype *cft)
3849 {
3850         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3851 }
3852
3853 #ifdef CONFIG_MMU
3854 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3855                                         struct cftype *cft, u64 val)
3856 {
3857         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3858
3859         if (val & ~MOVE_MASK)
3860                 return -EINVAL;
3861
3862         /*
3863          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3864          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3865          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3866          * affect task migrations starting after the change.
3867          */
3868         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3869         return 0;
3870 }
3871 #else
3872 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3873                                         struct cftype *cft, u64 val)
3874 {
3875         return -ENOSYS;
3876 }
3877 #endif
3878
3879 #ifdef CONFIG_NUMA
3880
3881 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3882 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3883 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3884
3885 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3886                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3887 {
3888         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3889         unsigned long nr = 0;
3890         enum lru_list lru;
3891
3892         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3893
3894         for_each_lru(lru) {
3895                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3896                         continue;
3897                 if (tree)
3898                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3899                 else
3900                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3901         }
3902         return nr;
3903 }
3904
3905 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3906                                              unsigned int lru_mask,
3907                                              bool tree)
3908 {
3909         unsigned long nr = 0;
3910         enum lru_list lru;
3911
3912         for_each_lru(lru) {
3913                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3914                         continue;
3915                 if (tree)
3916                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3917                 else
3918                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3919         }
3920         return nr;
3921 }
3922
3923 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3924 {
3925         struct numa_stat {
3926                 const char *name;
3927                 unsigned int lru_mask;
3928         };
3929
3930         static const struct numa_stat stats[] = {
3931                 { "total", LRU_ALL },
3932                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3933                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3934                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3935         };
3936         const struct numa_stat *stat;
3937         int nid;
3938         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3939
3940         mem_cgroup_flush_stats();
3941
3942         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3943                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3944                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3945                                                    false));
3946                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3947                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3948                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3949                                                         stat->lru_mask, false));
3950                 seq_putc(m, '\n');
3951         }
3952
3953         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3954
3955                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3956                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3957                                                    true));
3958                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3959                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3960                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3961                                                         stat->lru_mask, true));
3962                 seq_putc(m, '\n');
3963         }
3964
3965         return 0;
3966 }
3967 #endif /* CONFIG_NUMA */
3968
3969 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3970         NR_FILE_PAGES,
3971         NR_ANON_MAPPED,
3972 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3973         NR_ANON_THPS,
3974 #endif
3975         NR_SHMEM,
3976         NR_FILE_MAPPED,
3977         NR_FILE_DIRTY,
3978         NR_WRITEBACK,
3979         MEMCG_SWAP,
3980 };
3981
3982 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3983         "cache",
3984         "rss",
3985 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3986         "rss_huge",
3987 #endif
3988         "shmem",
3989         "mapped_file",
3990         "dirty",
3991         "writeback",
3992         "swap",
3993 };
3994
3995 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3996 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3997         PGPGIN,
3998         PGPGOUT,
3999         PGFAULT,
4000         PGMAJFAULT,
4001 };
4002
4003 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4004 {
4005         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4006         unsigned long memory, memsw;
4007         struct mem_cgroup *mi;
4008         unsigned int i;
4009
4010         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4011
4012         mem_cgroup_flush_stats();
4013
4014         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4015                 unsigned long nr;
4016
4017                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4018                         continue;
4019                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4020                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4021         }
4022
4023         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4024                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4025                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4026
4027         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4028                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4029                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4030                            PAGE_SIZE);
4031
4032         /* Hierarchical information */
4033         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4034         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4035                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4036                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4037         }
4038         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4039                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4040         if (do_memsw_account())
4041                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4042                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4043
4044         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4045                 unsigned long nr;
4046
4047                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4048                         continue;
4049                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4050                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4051                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4052         }
4053
4054         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4055                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4056                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4057                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4058
4059         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4060                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4061                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4062                            PAGE_SIZE);
4063
4064 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4065         {
4066                 pg_data_t *pgdat;
4067                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4068                 unsigned long anon_cost = 0;
4069                 unsigned long file_cost = 0;
4070
4071                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4072                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4073
4074                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4075                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4076                 }
4077                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4078                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4079         }
4080 #endif
4081
4082         return 0;
4083 }
4084
4085 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4086                                       struct cftype *cft)
4087 {
4088         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4089
4090         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4091 }
4092
4093 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4094                                        struct cftype *cft, u64 val)
4095 {
4096         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4097
4098         if (val > 200)
4099                 return -EINVAL;
4100
4101         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4102                 memcg->swappiness = val;
4103         else
4104                 vm_swappiness = val;
4105
4106         return 0;
4107 }
4108
4109 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4110 {
4111         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4112         unsigned long usage;
4113         int i;
4114
4115         rcu_read_lock();
4116         if (!swap)
4117                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4118         else
4119                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4120
4121         if (!t)
4122                 goto unlock;
4123
4124         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4125
4126         /*
4127          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4128          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4129          * call of __mem_cgroup_threshold().
4130          */
4131         i = t->current_threshold;
4132
4133         /*
4134          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4135          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4136          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4137          * only one element of the array here.
4138          */
4139         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4140                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4141
4142         /* i = current_threshold + 1 */
4143         i++;
4144
4145         /*
4146          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4147          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4148          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4149          * only one element of the array here.
4150          */
4151         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4152                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4153
4154         /* Update current_threshold */
4155         t->current_threshold = i - 1;
4156 unlock:
4157         rcu_read_unlock();
4158 }
4159
4160 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4161 {
4162         while (memcg) {
4163                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4164                 if (do_memsw_account())
4165                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4166
4167                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4168         }
4169 }
4170
4171 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4172 {
4173         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4174         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4175
4176         if (_a->threshold > _b->threshold)
4177                 return 1;
4178
4179         if (_a->threshold < _b->threshold)
4180                 return -1;
4181
4182         return 0;
4183 }
4184
4185 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4186 {
4187         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4188
4189         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4190
4191         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4192                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4193
4194         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4195         return 0;
4196 }
4197
4198 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4199 {
4200         struct mem_cgroup *iter;
4201
4202         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4203                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4204 }
4205
4206 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4207         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4208 {
4209         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4210         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4211         unsigned long threshold;
4212         unsigned long usage;
4213         int i, size, ret;
4214
4215         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4216         if (ret)
4217                 return ret;
4218
4219         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4220
4221         if (type == _MEM) {
4222                 thresholds = &memcg->thresholds;
4223                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4224         } else if (type == _MEMSWAP) {
4225                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4226                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4227         } else
4228                 BUG();
4229
4230         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4231         if (thresholds->primary)
4232                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4233
4234         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4235
4236         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4237         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4238         if (!new) {
4239                 ret = -ENOMEM;
4240                 goto unlock;
4241         }
4242         new->size = size;
4243
4244         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4245         if (thresholds->primary)
4246                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4247                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4248
4249         /* Add new threshold */
4250         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4251         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4252
4253         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4254         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4255                         compare_thresholds, NULL);
4256
4257         /* Find current threshold */
4258         new->current_threshold = -1;
4259         for (i = 0; i < size; i++) {
4260                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4261                         /*
4262                          * new->current_threshold will not be used until
4263                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4264                          * it here.
4265                          */
4266                         ++new->current_threshold;
4267                 } else
4268                         break;
4269         }
4270
4271         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4272         kfree(thresholds->spare);
4273         thresholds->spare = thresholds->primary;
4274
4275         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4276
4277         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4278         synchronize_rcu();
4279
4280 unlock:
4281         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4282
4283         return ret;
4284 }
4285
4286 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4287         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4288 {
4289         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4290 }
4291
4292 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4293         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4294 {
4295         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4296 }
4297
4298 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4299         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4300 {
4301         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4302         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4303         unsigned long usage;
4304         int i, j, size, entries;
4305
4306         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4307
4308         if (type == _MEM) {
4309                 thresholds = &memcg->thresholds;
4310                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4311         } else if (type == _MEMSWAP) {
4312                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4313                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4314         } else
4315                 BUG();
4316
4317         if (!thresholds->primary)
4318                 goto unlock;
4319
4320         /* Check if a threshold crossed before removing */
4321         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4322
4323         /* Calculate new number of threshold */
4324         size = entries = 0;
4325         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4326                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4327                         size++;
4328                 else
4329                         entries++;
4330         }
4331
4332         new = thresholds->spare;
4333
4334         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4335         if (!entries)
4336                 goto unlock;
4337
4338         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4339         if (!size) {
4340                 kfree(new);
4341                 new = NULL;
4342                 goto swap_buffers;
4343         }
4344
4345         new->size = size;
4346
4347         /* Copy thresholds and find current threshold */
4348         new->current_threshold = -1;
4349         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4350                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4351                         continue;
4352
4353                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4354                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4355                         /*
4356                          * new->current_threshold will not be used
4357                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4358                          * it here.
4359                          */
4360                         ++new->current_threshold;
4361                 }
4362                 j++;
4363         }
4364
4365 swap_buffers:
4366         /* Swap primary and spare array */
4367         thresholds->spare = thresholds->primary;
4368
4369         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4370
4371         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4372         synchronize_rcu();
4373
4374         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4375         if (!new) {
4376                 kfree(thresholds->spare);
4377                 thresholds->spare = NULL;
4378         }
4379 unlock:
4380         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4381 }
4382
4383 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4384         struct eventfd_ctx *eventfd)
4385 {
4386         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4387 }
4388
4389 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4390         struct eventfd_ctx *eventfd)
4391 {
4392         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4393 }
4394
4395 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4396         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4397 {
4398         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4399
4400         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4401         if (!event)
4402                 return -ENOMEM;
4403
4404         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4405
4406         event->eventfd = eventfd;
4407         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4408
4409         /* already in OOM ? */
4410         if (memcg->under_oom)
4411                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4412         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4413
4414         return 0;
4415 }
4416
4417 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4418         struct eventfd_ctx *eventfd)
4419 {
4420         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4421
4422         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4423
4424         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4425                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4426                         list_del(&ev->list);
4427                         kfree(ev);
4428                 }
4429         }
4430
4431         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4432 }
4433
4434 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4435 {
4436         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4437
4438         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4439         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4440         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4441                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4442         return 0;
4443 }
4444
4445 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4446         struct cftype *cft, u64 val)
4447 {
4448         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4449
4450         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4451         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4452                 return -EINVAL;
4453
4454         memcg->oom_kill_disable = val;
4455         if (!val)
4456                 memcg_oom_recover(memcg);
4457
4458         return 0;
4459 }
4460
4461 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4462
4463 #include <trace/events/writeback.h>
4464
4465 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4466 {
4467         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4468 }
4469
4470 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4471 {
4472         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4473 }
4474
4475 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4476 {
4477         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4478 }
4479
4480 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4481 {
4482         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4483
4484         if (!memcg->css.parent)
4485                 return NULL;
4486
4487         return &memcg->cgwb_domain;
4488 }
4489
4490 /**
4491  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4492  * @wb: bdi_writeback in question
4493  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4494  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4495  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4496  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4497  *
4498  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4499  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4500  * is a bit more involved.
4501  *
4502  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4503  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4504  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4505  * available memory in the system.  The caller should further cap
4506  * *@pheadroom accordingly.
4507  */
4508 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4509                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4510                          unsigned long *pwriteback)
4511 {
4512         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4513         struct mem_cgroup *parent;
4514
4515         mem_cgroup_flush_stats();
4516
4517         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4518         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4519         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4520                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4521
4522         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4523         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4524                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4525                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4526                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4527
4528                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4529                 memcg = parent;
4530         }
4531 }
4532
4533 /*
4534  * Foreign dirty flushing
4535  *
4536  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4537  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4538  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4539  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4540  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4541  * different cgroups isn't a common use-case.
4542  *
4543  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4544  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4545  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4546  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4547  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4548  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4549  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4550  * make writeback of the dirty pages happen.
4551  *
4552  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4553  * severely throttled after making some progress after each
4554  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4555  * completely idle.
4556  *
4557  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4558  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4559  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4560  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4561  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4562  *
4563  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4564  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4565  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4566  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4567  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4568  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4569  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4570  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4571  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4572  *
4573  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4574  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4575  * records are lockless and racy.
4576  */
4577 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4578                                              struct bdi_writeback *wb)
4579 {
4580         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4581         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4582         u64 now = get_jiffies_64();
4583         u64 oldest_at = now;
4584         int oldest = -1;
4585         int i;
4586
4587         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4588
4589         /*
4590          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4591          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4592          * written out.
4593          */
4594         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4595                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4596                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4597                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4598                         break;
4599                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4600                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4601                         oldest = i;
4602                         oldest_at = frn->at;
4603                 }
4604         }
4605
4606         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4607                 /*
4608                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4609                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4610                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4611                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4612                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4613                  */
4614                 unsigned long update_intv =
4615                         min_t(unsigned long, HZ,
4616                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4617
4618                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4619                         frn->at = now;
4620         } else if (oldest >= 0) {
4621                 /* replace the oldest free one */
4622                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4623                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4624                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4625                 frn->at = now;
4626         }
4627 }
4628
4629 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4630 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4631 {
4632         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4633         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4634         u64 now = jiffies_64;
4635         int i;
4636
4637         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4638                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4639
4640                 /*
4641                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4642                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4643                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4644                  * already one in flight.
4645                  */
4646                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4647                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4648                         frn->at = 0;
4649                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4650                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4651                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4652                                                &frn->done);
4653                 }
4654         }
4655 }
4656
4657 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4658
4659 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4660 {
4661         return 0;
4662 }
4663
4664 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4665 {
4666 }
4667
4668 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4669 {
4670 }
4671
4672 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4673
4674 /*
4675  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4676  *
4677  * "cgroup.event_control" implementation.
4678  *
4679  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4680  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4681  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4682  *
4683  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4684  * possible.
4685  */
4686
4687 /*
4688  * Unregister event and free resources.
4689  *
4690  * Gets called from workqueue.
4691  */
4692 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4693 {
4694         struct mem_cgroup_event *event =
4695                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4696         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4697
4698         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4699
4700         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4701
4702         /* Notify userspace the event is going away. */
4703         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4704
4705         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4706         kfree(event);
4707         css_put(&memcg->css);
4708 }
4709
4710 /*
4711  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4712  *
4713  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4714  */
4715 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4716                             int sync, void *key)
4717 {
4718         struct mem_cgroup_event *event =
4719                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4720         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4721         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4722
4723         if (flags & EPOLLHUP) {
4724                 /*
4725                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4726                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4727                  * for us.
4728                  *
4729                  * We can't race against event freeing since the other
4730                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4731                  * which we hold.
4732                  */
4733                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4734                 if (!list_empty(&event->list)) {
4735                         list_del_init(&event->list);
4736                         /*
4737                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4738                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4739                          */
4740                         schedule_work(&event->remove);
4741                 }
4742                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4743         }
4744
4745         return 0;
4746 }
4747
4748 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4749                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4750 {
4751         struct mem_cgroup_event *event =
4752                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4753
4754         event->wqh = wqh;
4755         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4756 }
4757
4758 /*
4759  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4760  *
4761  * Parse input and register new cgroup event handler.
4762  *
4763  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4764  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4765  */
4766 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4767                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4768 {
4769         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4771         struct mem_cgroup_event *event;
4772         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4773         unsigned int efd, cfd;
4774         struct fd efile;
4775         struct fd cfile;
4776         const char *name;
4777         char *endp;
4778         int ret;
4779
4780         buf = strstrip(buf);
4781
4782         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4783         if (*endp != ' ')
4784                 return -EINVAL;
4785         buf = endp + 1;
4786
4787         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4788         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4789                 return -EINVAL;
4790         buf = endp + 1;
4791
4792         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4793         if (!event)
4794                 return -ENOMEM;
4795
4796         event->memcg = memcg;
4797         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4798         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4799         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4800         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4801
4802         efile = fdget(efd);
4803         if (!efile.file) {
4804                 ret = -EBADF;
4805                 goto out_kfree;
4806         }
4807
4808         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4809         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4810                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4811                 goto out_put_efile;
4812         }
4813
4814         cfile = fdget(cfd);
4815         if (!cfile.file) {
4816                 ret = -EBADF;
4817                 goto out_put_eventfd;
4818         }
4819
4820         /* the process need read permission on control file */
4821         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4822         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4823         if (ret < 0)
4824                 goto out_put_cfile;
4825
4826         /*
4827          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4828          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4829          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4830          * is for compatibility anyway.
4831          *
4832          * DO NOT ADD NEW FILES.
4833          */
4834         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4835
4836         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4837                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4838                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4839         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4840                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4841                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4842         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4843                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4844                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4845         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4846                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4847                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4848         } else {
4849                 ret = -EINVAL;
4850                 goto out_put_cfile;
4851         }
4852
4853         /*
4854          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4855          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4856          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4857          */
4858         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4859                                                &memory_cgrp_subsys);
4860         ret = -EINVAL;
4861         if (IS_ERR(cfile_css))
4862                 goto out_put_cfile;
4863         if (cfile_css != css) {
4864                 css_put(cfile_css);
4865                 goto out_put_cfile;
4866         }
4867
4868         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4869         if (ret)
4870                 goto out_put_css;
4871
4872         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4873
4874         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4875         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4876         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4877
4878         fdput(cfile);
4879         fdput(efile);
4880
4881         return nbytes;
4882
4883 out_put_css:
4884         css_put(css);
4885 out_put_cfile:
4886         fdput(cfile);
4887 out_put_eventfd:
4888         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4889 out_put_efile:
4890         fdput(efile);
4891 out_kfree:
4892         kfree(event);
4893
4894         return ret;
4895 }
4896
4897 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4898         {
4899                 .name = "usage_in_bytes",
4900                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4901                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4902         },
4903         {
4904                 .name = "max_usage_in_bytes",
4905                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4906                 .write = mem_cgroup_reset,
4907                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4908         },
4909         {
4910                 .name = "limit_in_bytes",
4911                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4912                 .write = mem_cgroup_write,
4913                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4914         },
4915         {
4916                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4917                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4918                 .write = mem_cgroup_write,
4919                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4920         },
4921         {
4922                 .name = "failcnt",
4923                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4924                 .write = mem_cgroup_reset,
4925                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4926         },
4927         {
4928                 .name = "stat",
4929                 .seq_show = memcg_stat_show,
4930         },
4931         {
4932                 .name = "force_empty",
4933                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4934         },
4935         {
4936                 .name = "use_hierarchy",
4937                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4938                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4939         },
4940         {
4941                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4942                 .write = memcg_write_event_control,
4943                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4944         },
4945         {
4946                 .name = "swappiness",
4947                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4948                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4949         },
4950         {
4951                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4952                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4953                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4954         },
4955         {
4956                 .name = "oom_control",
4957                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4958                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4959                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4960         },
4961         {
4962                 .name = "pressure_level",
4963         },
4964 #ifdef CONFIG_NUMA
4965         {
4966                 .name = "numa_stat",
4967                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4968         },
4969 #endif
4970         {
4971                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4972                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4973                 .write = mem_cgroup_write,
4974                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4975         },
4976         {
4977                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4979                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4980         },
4981         {
4982                 .name = "kmem.failcnt",
4983                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4984                 .write = mem_cgroup_reset,
4985                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4986         },
4987         {
4988                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4989                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4990                 .write = mem_cgroup_reset,
4991                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4992         },
4993 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4994         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4995         {
4996                 .name = "kmem.slabinfo",
4997                 .seq_show = memcg_slab_show,
4998         },
4999 #endif
5000         {
5001                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5002                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5003                 .write = mem_cgroup_write,
5004                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5005         },
5006         {
5007                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5008                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5009                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5010         },
5011         {
5012                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5013                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5014                 .write = mem_cgroup_reset,
5015                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5016         },
5017         {
5018                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5019                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5020                 .write = mem_cgroup_reset,
5021                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5022         },
5023         { },    /* terminate */
5024 };
5025
5026 /*
5027  * Private memory cgroup IDR
5028  *
5029  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5030  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5031  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5032  * memory-controlled cgroups to 64k.
5033  *
5034  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5035  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5036  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5037  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5038  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5039  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5040  *
5041  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5042  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5043  * when the CSS is offlined.
5044  *
5045  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5046  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5047  * those references are manageable from userspace.
5048  */
5049
5050 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5051
5052 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5053 {
5054         if (memcg->id.id > 0) {
5055                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5056                 memcg->id.id = 0;
5057         }
5058 }
5059
5060 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5061                                                   unsigned int n)
5062 {
5063         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5064 }
5065
5066 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5067 {
5068         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5069                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5070
5071                 /* Memcg ID pins CSS */
5072                 css_put(&memcg->css);
5073         }
5074 }
5075
5076 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5077 {
5078         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5079 }
5080
5081 /**
5082  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5083  * @id: the memcg id to look up
5084  *
5085  * Caller must hold rcu_read_lock().
5086  */
5087 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5088 {
5089         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5090         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5091 }
5092
5093 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5094 {
5095         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5096         int tmp = node;
5097         /*
5098          * This routine is called against possible nodes.
5099          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5100          *
5101          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5102          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5103          *       function.
5104          */
5105         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5106                 tmp = -1;
5107         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5108         if (!pn)
5109                 return 1;
5110
5111         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5112                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5113         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5114                 kfree(pn);
5115                 return 1;
5116         }
5117
5118         lruvec_init(&pn->lruvec);
5119         pn->usage_in_excess = 0;
5120         pn->on_tree = false;
5121         pn->memcg = memcg;
5122
5123         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5124         return 0;
5125 }
5126
5127 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5128 {
5129         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5130
5131         if (!pn)
5132                 return;
5133
5134         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5135         kfree(pn);
5136 }
5137
5138 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5139 {
5140         int node;
5141
5142         for_each_node(node)
5143                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5144         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5145         kfree(memcg);
5146 }
5147
5148 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5149 {
5150         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5151         __mem_cgroup_free(memcg);
5152 }
5153
5154 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5155 {
5156         struct mem_cgroup *memcg;
5157         unsigned int size;
5158         int node;
5159         int __maybe_unused i;
5160         long error = -ENOMEM;
5161
5162         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5163         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5164
5165         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5166         if (!memcg)
5167                 return ERR_PTR(error);
5168
5169         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5170                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5171                                  GFP_KERNEL);
5172         if (memcg->id.id < 0) {
5173                 error = memcg->id.id;
5174                 goto fail;
5175         }
5176
5177         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5178                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5179         if (!memcg->vmstats_percpu)
5180                 goto fail;
5181
5182         for_each_node(node)
5183                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5184                         goto fail;
5185
5186         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5187                 goto fail;
5188
5189         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5190         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5191         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5192         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5193         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5194         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5195         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5196         memcg->socket_pressure = jiffies;
5197 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5198         memcg->kmemcg_id = -1;
5199         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5200 #endif
5201 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5202         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5203         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5204                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5205                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5206 #endif
5207 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5208         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5209         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5210         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5211 #endif
5212         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5213         return memcg;
5214 fail:
5215         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5216         __mem_cgroup_free(memcg);
5217         return ERR_PTR(error);
5218 }
5219
5220 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5221 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5222 {
5223         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5224         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5225         long error = -ENOMEM;
5226
5227         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5228         memcg = mem_cgroup_alloc();
5229         set_active_memcg(old_memcg);
5230         if (IS_ERR(memcg))
5231                 return ERR_CAST(memcg);
5232
5233         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5234         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5235         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5236         if (parent) {
5237                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5238                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5239
5240                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5241                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5242                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5243                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5244         } else {
5245                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5246                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5247                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5248                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5249
5250                 root_mem_cgroup = memcg;
5251                 return &memcg->css;
5252         }
5253
5254         /* The following stuff does not apply to the root */
5255         error = memcg_online_kmem(memcg);
5256         if (error)
5257                 goto fail;
5258
5259         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5260                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5261
5262         return &memcg->css;
5263 fail:
5264         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5265         mem_cgroup_free(memcg);
5266         return ERR_PTR(error);
5267 }
5268
5269 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5270 {
5271         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5272
5273         /*
5274          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5275          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5276          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5277          */
5278         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5279                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5280                 return -ENOMEM;
5281         }
5282
5283         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5284         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5285         css_get(css);
5286
5287         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5288                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5289                                    2UL*HZ);
5290         return 0;
5291 }
5292
5293 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5294 {
5295         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5296         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5297
5298         /*
5299          * Unregister events and notify userspace.
5300          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5301          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5302          */
5303         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5304         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5305                 list_del_init(&event->list);
5306                 schedule_work(&event->remove);
5307         }
5308         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5309
5310         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5311         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5312
5313         memcg_offline_kmem(memcg);
5314         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5315         wb_memcg_offline(memcg);
5316
5317         drain_all_stock(memcg);
5318
5319         mem_cgroup_id_put(memcg);
5320 }
5321
5322 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5323 {
5324         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5325
5326         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5327 }
5328
5329 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5330 {
5331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5332         int __maybe_unused i;
5333
5334 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5335         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5336                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5337 #endif
5338         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5339                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5340
5341         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5342                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5343
5344         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5345         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5346         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5347         free_shrinker_info(memcg);
5348         memcg_free_kmem(memcg);
5349         mem_cgroup_free(memcg);
5350 }
5351
5352 /**
5353  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5354  * @css: the target css
5355  *
5356  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5357  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5358  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5359  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5360  * made visible again.
5361  *
5362  * The current implementation only resets the essential configurations.
5363  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5364  */
5365 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5366 {
5367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5368
5369         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5370         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5371         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5372         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5373         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5374         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5375         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5376         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5377         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5378         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5379 }
5380
5381 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5382 {
5383         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5384         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5385         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5386         long delta, v;
5387         int i, nid;
5388
5389         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5390
5391         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5392                 /*
5393                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5394                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5395                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5396                  */
5397                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5398                 if (delta)
5399                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5400
5401                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5402                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5403                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5404                         delta += v - statc->state_prev[i];
5405                         statc->state_prev[i] = v;
5406                 }
5407
5408                 if (!delta)
5409                         continue;
5410
5411                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5412                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5413                 if (parent)
5414                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5415         }
5416
5417         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5418                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5419                 if (delta)
5420                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5421
5422                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5423                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5424                         delta += v - statc->events_prev[i];
5425                         statc->events_prev[i] = v;
5426                 }
5427
5428                 if (!delta)
5429                         continue;
5430
5431                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5432                 if (parent)
5433                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5434         }
5435
5436         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5437                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5438                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5439                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5440
5441                 if (parent)
5442                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5443
5444                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5445
5446                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5447                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5448                         if (delta)
5449                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5450
5451                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5452                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5453                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5454                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5455                         }
5456
5457                         if (!delta)
5458                                 continue;
5459
5460                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5461                         if (ppn)
5462                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5463                 }
5464         }
5465 }
5466
5467 #ifdef CONFIG_MMU
5468 /* Handlers for move charge at task migration. */
5469 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5470 {
5471         int ret;
5472
5473         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5474         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5475         if (!ret) {
5476                 mc.precharge += count;
5477                 return ret;
5478         }
5479
5480         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5481         while (count--) {
5482                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5483                 if (ret)
5484                         return ret;
5485                 mc.precharge++;
5486                 cond_resched();
5487         }
5488         return 0;
5489 }
5490
5491 union mc_target {
5492         struct page     *page;
5493         swp_entry_t     ent;
5494 };
5495
5496 enum mc_target_type {
5497         MC_TARGET_NONE = 0,
5498         MC_TARGET_PAGE,
5499         MC_TARGET_SWAP,
5500         MC_TARGET_DEVICE,
5501 };
5502
5503 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5504                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5505 {
5506         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5507
5508         if (!page || !page_mapped(page))
5509                 return NULL;
5510         if (PageAnon(page)) {
5511                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5512                         return NULL;
5513         } else {
5514                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5515                         return NULL;
5516         }
5517         if (!get_page_unless_zero(page))
5518                 return NULL;
5519
5520         return page;
5521 }
5522
5523 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5524 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5525                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5526 {
5527         struct page *page = NULL;
5528         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5529
5530         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5531                 return NULL;
5532
5533         /*
5534          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5535          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5536          * as special swap entry in the CPU page table.
5537          */
5538         if (is_device_private_entry(ent)) {
5539                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5540                 /*
5541                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5542                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5543                  */
5544                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5545                         return NULL;
5546                 return page;
5547         }
5548
5549         if (non_swap_entry(ent))
5550                 return NULL;
5551
5552         /*
5553          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5554          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5555          */
5556         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5557         entry->val = ent.val;
5558
5559         return page;
5560 }
5561 #else
5562 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5563                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5564 {
5565         return NULL;
5566 }
5567 #endif
5568
5569 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5570                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5571 {
5572         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5573                 return NULL;
5574         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5575                 return NULL;
5576
5577         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5578         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5579         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5580                         linear_page_index(vma, addr));
5581 }
5582
5583 /**
5584  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5585  * @page: the page
5586  * @compound: charge the page as compound or small page
5587  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5588  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5589  *
5590  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5591  *
5592  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5593  * from old cgroup.
5594  */
5595 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5596                                    bool compound,
5597                                    struct mem_cgroup *from,
5598                                    struct mem_cgroup *to)
5599 {
5600         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5601         struct pglist_data *pgdat;
5602         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5603         int ret;
5604
5605         VM_BUG_ON(from == to);
5606         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5607         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5608
5609         /*
5610          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5611          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5612          */
5613         ret = -EBUSY;
5614         if (!trylock_page(page))
5615                 goto out;
5616
5617         ret = -EINVAL;
5618         if (page_memcg(page) != from)
5619                 goto out_unlock;
5620
5621         pgdat = page_pgdat(page);
5622         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5623         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5624
5625         lock_page_memcg(page);
5626
5627         if (PageAnon(page)) {
5628                 if (page_mapped(page)) {
5629                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5630                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5631                         if (PageTransHuge(page)) {
5632                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5633                                                    -nr_pages);
5634                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5635                                                    nr_pages);
5636                         }
5637                 }
5638         } else {
5639                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5640                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5641
5642                 if (PageSwapBacked(page)) {
5643                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5644                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5645                 }
5646
5647                 if (page_mapped(page)) {
5648                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5649                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5650                 }
5651
5652                 if (PageDirty(page)) {
5653                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5654
5655                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5656                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5657                                                    -nr_pages);
5658                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5659                                                    nr_pages);
5660                         }
5661                 }
5662         }
5663
5664         if (PageWriteback(page)) {
5665                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5666                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5667         }
5668
5669         /*
5670          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5671          *
5672          * It is safe to change page's memcg here because the page
5673          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5674          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5675          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5676          *
5677          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5678          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5679          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5680          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5681          */
5682         smp_mb();
5683
5684         css_get(&to->css);
5685         css_put(&from->css);
5686
5687         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5688
5689         __unlock_page_memcg(from);
5690
5691         ret = 0;
5692
5693         local_irq_disable();
5694         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5695         memcg_check_events(to, page);
5696         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5697         memcg_check_events(from, page);
5698         local_irq_enable();
5699 out_unlock:
5700         unlock_page(page);
5701 out:
5702         return ret;
5703 }
5704
5705 /**
5706  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5707  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5708  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5709  * @ptent: the pte to be checked
5710  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5711  *
5712  * Returns
5713  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5714  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5715  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5716  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5717  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5718  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5719  *     in target->ent.
5720  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5721  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5722  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5723  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5724  *     regular page.
5725  *
5726  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5727  *
5728  * Called with pte lock held.
5729  */
5730
5731 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5732                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5733 {
5734         struct page *page = NULL;
5735         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5736         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5737
5738         if (pte_present(ptent))
5739                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5740         else if (is_swap_pte(ptent))
5741                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5742         else if (pte_none(ptent))
5743                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5744
5745         if (!page && !ent.val)
5746                 return ret;
5747         if (page) {
5748                 /*
5749                  * Do only loose check w/o serialization.
5750                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5751                  * not under LRU exclusion.
5752                  */
5753                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5754                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5755                         if (is_device_private_page(page))
5756                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5757                         if (target)
5758                                 target->page = page;
5759                 }
5760                 if (!ret || !target)
5761                         put_page(page);
5762         }
5763         /*
5764          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5765          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5766          */
5767         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5768             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5769                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5770                 if (target)
5771                         target->ent = ent;
5772         }
5773         return ret;
5774 }
5775
5776 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5777 /*
5778  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5779  * not support them for now.
5780  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5781  */
5782 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5783                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5784 {
5785         struct page *page = NULL;
5786         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5787
5788         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5789                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5790                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5791                 return ret;
5792         }
5793         page = pmd_page(pmd);
5794         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5795         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5796                 return ret;
5797         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5798                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5799                 if (target) {
5800                         get_page(page);
5801                         target->page = page;
5802                 }
5803         }
5804         return ret;
5805 }
5806 #else
5807 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5808                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5809 {
5810         return MC_TARGET_NONE;
5811 }
5812 #endif
5813
5814 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5815                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5816                                         struct mm_walk *walk)
5817 {
5818         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5819         pte_t *pte;
5820         spinlock_t *ptl;
5821
5822         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5823         if (ptl) {
5824                 /*
5825                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5826                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5827                  * this might change.
5828                  */
5829                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5830                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5831                 spin_unlock(ptl);
5832                 return 0;
5833         }
5834
5835         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5836                 return 0;
5837         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5838         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5839                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5840                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5841         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5842         cond_resched();
5843
5844         return 0;
5845 }
5846
5847 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5848         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5849 };
5850
5851 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5852 {
5853         unsigned long precharge;
5854
5855         mmap_read_lock(mm);
5856         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5857         mmap_read_unlock(mm);
5858
5859         precharge = mc.precharge;
5860         mc.precharge = 0;
5861
5862         return precharge;
5863 }
5864
5865 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5866 {
5867         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5868
5869         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5870         mc.moving_task = current;
5871         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5872 }
5873
5874 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5875 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5876 {
5877         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5878         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5879
5880         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5881         if (mc.precharge) {
5882                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5883                 mc.precharge = 0;
5884         }
5885         /*
5886          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5887          * we must uncharge here.
5888          */
5889         if (mc.moved_charge) {
5890                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5891                 mc.moved_charge = 0;
5892         }
5893         /* we must fixup refcnts and charges */
5894         if (mc.moved_swap) {
5895                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5896                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5897                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5898
5899                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5900
5901                 /*
5902                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5903                  * should uncharge to->memory.
5904                  */
5905                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5906                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5907
5908                 mc.moved_swap = 0;
5909         }
5910         memcg_oom_recover(from);
5911         memcg_oom_recover(to);
5912         wake_up_all(&mc.waitq);
5913 }
5914
5915 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5916 {
5917         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5918
5919         /*
5920          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5921          * task migration.
5922          */
5923         mc.moving_task = NULL;
5924         __mem_cgroup_clear_mc();
5925         spin_lock(&mc.lock);
5926         mc.from = NULL;
5927         mc.to = NULL;
5928         mc.mm = NULL;
5929         spin_unlock(&mc.lock);
5930
5931         mmput(mm);
5932 }
5933
5934 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5935 {
5936         struct cgroup_subsys_state *css;
5937         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5938         struct mem_cgroup *from;
5939         struct task_struct *leader, *p;
5940         struct mm_struct *mm;
5941         unsigned long move_flags;
5942         int ret = 0;
5943
5944         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5945         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5946                 return 0;
5947
5948         /*
5949          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5950          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5951          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5952          * multiple.
5953          */
5954         p = NULL;
5955         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5956                 WARN_ON_ONCE(p);
5957                 p = leader;
5958                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5959         }
5960         if (!p)
5961                 return 0;
5962
5963         /*
5964          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5965          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5966          * So we need to save it, and keep it going.
5967          */
5968         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5969         if (!move_flags)
5970                 return 0;
5971
5972         from = mem_cgroup_from_task(p);
5973
5974         VM_BUG_ON(from == memcg);
5975
5976         mm = get_task_mm(p);
5977         if (!mm)
5978                 return 0;
5979         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5980         if (mm->owner == p) {
5981                 VM_BUG_ON(mc.from);
5982                 VM_BUG_ON(mc.to);
5983                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5984                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5985                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5986
5987                 spin_lock(&mc.lock);
5988                 mc.mm = mm;
5989                 mc.from = from;
5990                 mc.to = memcg;
5991                 mc.flags = move_flags;
5992                 spin_unlock(&mc.lock);
5993                 /* We set mc.moving_task later */
5994
5995                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5996                 if (ret)
5997                         mem_cgroup_clear_mc();
5998         } else {
5999                 mmput(mm);
6000         }
6001         return ret;
6002 }
6003
6004 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6005 {
6006         if (mc.to)
6007                 mem_cgroup_clear_mc();
6008 }
6009
6010 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6011                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6012                                 struct mm_walk *walk)
6013 {
6014         int ret = 0;
6015         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6016         pte_t *pte;
6017         spinlock_t *ptl;
6018         enum mc_target_type target_type;
6019         union mc_target target;
6020         struct page *page;
6021
6022         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6023         if (ptl) {
6024                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6025                         spin_unlock(ptl);
6026                         return 0;
6027                 }
6028                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6029                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6030                         page = target.page;
6031                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6032                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6033                                                              mc.from, mc.to)) {
6034                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6035                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6036                                 }
6037                                 putback_lru_page(page);
6038                         }
6039                         put_page(page);
6040                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6041                         page = target.page;
6042                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6043                                                      mc.from, mc.to)) {
6044                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6045                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6046                         }
6047                         put_page(page);
6048                 }
6049                 spin_unlock(ptl);
6050                 return 0;
6051         }
6052
6053         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6054                 return 0;
6055 retry:
6056         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6057         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6058                 pte_t ptent = *(pte++);
6059                 bool device = false;
6060                 swp_entry_t ent;
6061
6062                 if (!mc.precharge)
6063                         break;
6064
6065                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6066                 case MC_TARGET_DEVICE:
6067                         device = true;
6068                         fallthrough;
6069                 case MC_TARGET_PAGE:
6070                         page = target.page;
6071                         /*
6072                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6073                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6074                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6075                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6076                          */
6077                         if (PageTransCompound(page))
6078                                 goto put;
6079                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6080                                 goto put;
6081                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6082                                                 mc.from, mc.to)) {
6083                                 mc.precharge--;
6084                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6085                                 mc.moved_charge++;
6086                         }
6087                         if (!device)
6088                                 putback_lru_page(page);
6089 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6090                         put_page(page);
6091                         break;
6092                 case MC_TARGET_SWAP:
6093                         ent = target.ent;
6094                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6095                                 mc.precharge--;
6096                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6097                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6098                                 mc.moved_swap++;
6099                         }
6100                         break;
6101                 default:
6102                         break;
6103                 }
6104         }
6105         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6106         cond_resched();
6107
6108         if (addr != end) {
6109                 /*
6110                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6111                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6112                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6113                  * phase.
6114                  */
6115                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6116                 if (!ret)
6117                         goto retry;
6118         }
6119
6120         return ret;
6121 }
6122
6123 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6124         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6125 };
6126
6127 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6128 {
6129         lru_add_drain_all();
6130         /*
6131          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6132          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6133          * for already started RCU-only updates to finish.
6134          */
6135         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6136         synchronize_rcu();
6137 retry:
6138         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6139                 /*
6140                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6141                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6142                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6143                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6144                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6145                  */
6146                 __mem_cgroup_clear_mc();
6147                 cond_resched();
6148                 goto retry;
6149         }
6150         /*
6151          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6152          * additional charge, the page walk just aborts.
6153          */
6154         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6155                         NULL);
6156
6157         mmap_read_unlock(mc.mm);
6158         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6159 }
6160
6161 static void mem_cgroup_move_task(void)
6162 {
6163         if (mc.to) {
6164                 mem_cgroup_move_charge();
6165                 mem_cgroup_clear_mc();
6166         }
6167 }
6168 #else   /* !CONFIG_MMU */
6169 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6170 {
6171         return 0;
6172 }
6173 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6174 {
6175 }
6176 static void mem_cgroup_move_task(void)
6177 {
6178 }
6179 #endif
6180
6181 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6182 {
6183         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6184                 seq_puts(m, "max\n");
6185         else
6186                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6187
6188         return 0;
6189 }
6190
6191 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6192                                struct cftype *cft)
6193 {
6194         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6195
6196         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6197 }
6198
6199 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6200 {
6201         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6202                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6203 }
6204
6205 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6206                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6207 {
6208         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6209         unsigned long min;
6210         int err;
6211
6212         buf = strstrip(buf);
6213         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6214         if (err)
6215                 return err;
6216
6217         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6218
6219         return nbytes;
6220 }
6221
6222 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6223 {
6224         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6225                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6226 }
6227
6228 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6229                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6230 {
6231         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6232         unsigned long low;
6233         int err;
6234
6235         buf = strstrip(buf);
6236         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6237         if (err)
6238                 return err;
6239
6240         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6241
6242         return nbytes;
6243 }
6244
6245 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6246 {
6247         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6248                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6249 }
6250
6251 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6252                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6253 {
6254         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6255         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6256         bool drained = false;
6257         unsigned long high;
6258         int err;
6259
6260         buf = strstrip(buf);
6261         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6262         if (err)
6263                 return err;
6264
6265         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6266
6267         for (;;) {
6268                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6269                 unsigned long reclaimed;
6270
6271                 if (nr_pages <= high)
6272                         break;
6273
6274                 if (signal_pending(current))
6275                         break;
6276
6277                 if (!drained) {
6278                         drain_all_stock(memcg);
6279                         drained = true;
6280                         continue;
6281                 }
6282
6283                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6284                                                          GFP_KERNEL, true);
6285
6286                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6287                         break;
6288         }
6289
6290         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6291         return nbytes;
6292 }
6293
6294 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6295 {
6296         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6297                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6298 }
6299
6300 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6301                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6302 {
6303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6304         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6305         bool drained = false;
6306         unsigned long max;
6307         int err;
6308
6309         buf = strstrip(buf);
6310         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6311         if (err)
6312                 return err;
6313
6314         xchg(&memcg->memory.max, max);
6315
6316         for (;;) {
6317                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6318
6319                 if (nr_pages <= max)
6320                         break;
6321
6322                 if (signal_pending(current))
6323                         break;
6324
6325                 if (!drained) {
6326                         drain_all_stock(memcg);
6327                         drained = true;
6328                         continue;
6329                 }
6330
6331                 if (nr_reclaims) {
6332                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6333                                                           GFP_KERNEL, true))
6334                                 nr_reclaims--;
6335                         continue;
6336                 }
6337
6338                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6339                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6340                         break;
6341         }
6342
6343         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6344         return nbytes;
6345 }
6346
6347 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6348 {
6349         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6350         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6351         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6352         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6353         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6354                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6355 }
6356
6357 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6358 {
6359         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6360
6361         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6362         return 0;
6363 }
6364
6365 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6366 {
6367         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6368
6369         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6370         return 0;
6371 }
6372
6373 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6374 {
6375         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6376         char *buf;
6377
6378         buf = memory_stat_format(memcg);
6379         if (!buf)
6380                 return -ENOMEM;
6381         seq_puts(m, buf);
6382         kfree(buf);
6383         return 0;
6384 }
6385
6386 #ifdef CONFIG_NUMA
6387 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6388                                                      int item)
6389 {
6390         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6391 }
6392
6393 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6394 {
6395         int i;
6396         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6397
6398         mem_cgroup_flush_stats();
6399
6400         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6401                 int nid;
6402
6403                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6404                         continue;
6405
6406                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6407                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6408                         u64 size;
6409                         struct lruvec *lruvec;
6410
6411                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6412                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6413                                                         memory_stats[i].idx);
6414                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6415                 }
6416                 seq_putc(m, '\n');
6417         }
6418
6419         return 0;
6420 }
6421 #endif
6422
6423 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6424 {
6425         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6426
6427         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6428
6429         return 0;
6430 }
6431
6432 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6433                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6434 {
6435         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6436         int ret, oom_group;
6437
6438         buf = strstrip(buf);
6439         if (!buf)
6440                 return -EINVAL;
6441
6442         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6443         if (ret)
6444                 return ret;
6445
6446         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6447                 return -EINVAL;
6448
6449         memcg->oom_group = oom_group;
6450
6451         return nbytes;
6452 }
6453
6454 static struct cftype memory_files[] = {
6455         {
6456                 .name = "current",
6457                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6458                 .read_u64 = memory_current_read,
6459         },
6460         {
6461                 .name = "min",
6462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6463                 .seq_show = memory_min_show,
6464                 .write = memory_min_write,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "low",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .seq_show = memory_low_show,
6470                 .write = memory_low_write,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "high",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6475                 .seq_show = memory_high_show,
6476                 .write = memory_high_write,
6477         },
6478         {
6479                 .name = "max",
6480                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6481                 .seq_show = memory_max_show,
6482                 .write = memory_max_write,
6483         },
6484         {
6485                 .name = "events",
6486                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6487                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6488                 .seq_show = memory_events_show,
6489         },
6490         {
6491                 .name = "events.local",
6492                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6493                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6494                 .seq_show = memory_events_local_show,
6495         },
6496         {
6497                 .name = "stat",
6498                 .seq_show = memory_stat_show,
6499         },
6500 #ifdef CONFIG_NUMA
6501         {
6502                 .name = "numa_stat",
6503                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6504         },
6505 #endif
6506         {
6507                 .name = "oom.group",
6508                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6509                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6510                 .write = memory_oom_group_write,
6511         },
6512         { }     /* terminate */
6513 };
6514
6515 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6516         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6517         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6518         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6519         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6520         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6521         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6522         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6523         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6524         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6525         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6526         .dfl_cftypes = memory_files,
6527         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6528         .early_init = 0,
6529 };
6530
6531 /*
6532  * This function calculates an individual cgroup's effective
6533  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6534  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6535  * distribution in the tree.
6536  *
6537  * The following rules apply to the effective protection values:
6538  *
6539  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6540  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6541  *
6542  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6543  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6544  *    parent's effective protection.
6545  *
6546  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6547  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6548  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6549  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6550  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6551  *
6552  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6553  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6554  *    the unused remainder is available to its siblings.
6555  *
6556  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6557  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6558  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6559  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6560  *
6561  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6562  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6563  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6564  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6565  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6566  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6567  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6568  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6569  *
6570  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6571  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6572  * neighboring subtrees.
6573  */
6574 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6575                                           unsigned long parent_usage,
6576                                           unsigned long setting,
6577                                           unsigned long parent_effective,
6578                                           unsigned long siblings_protected)
6579 {
6580         unsigned long protected;
6581         unsigned long ep;
6582
6583         protected = min(usage, setting);
6584         /*
6585          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6586          * protection then what the parent affords them, distribute
6587          * shares in proportion to utilization.
6588          *
6589          * We are using actual utilization rather than the statically
6590          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6591          * but unused protection is available to siblings that would
6592          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6593          */
6594         if (siblings_protected > parent_effective)
6595                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6596
6597         /*
6598          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6599          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6600          * and utilizes is effectively protected.
6601          *
6602          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6603          * will apply pressure in proportion to that amount.
6604          *
6605          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6606          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6607          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6608          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6609          * protection is always dependent on how memory is actually
6610          * consumed among the siblings anyway.
6611          */
6612         ep = protected;
6613
6614         /*
6615          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6616          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6617          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6618          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6619          * other compete freely over the allowance, but they are
6620          * collectively protected from neighboring trees.
6621          *
6622          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6623          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6624          * the same bytes twice.
6625          *
6626          * Check both usage and parent_usage against the respective
6627          * protected values. One should imply the other, but they
6628          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6629          */
6630         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6631                 return ep;
6632         if (parent_effective > siblings_protected &&
6633             parent_usage > siblings_protected &&
6634             usage > protected) {
6635                 unsigned long unclaimed;
6636
6637                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6638                 unclaimed *= usage - protected;
6639                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6640
6641                 ep += unclaimed;
6642         }
6643
6644         return ep;
6645 }
6646
6647 /**
6648  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6649  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6650  * @memcg: the memory cgroup to check
6651  *
6652  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6653  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6654  */
6655 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6656                                      struct mem_cgroup *memcg)
6657 {
6658         unsigned long usage, parent_usage;
6659         struct mem_cgroup *parent;
6660
6661         if (mem_cgroup_disabled())
6662                 return;
6663
6664         if (!root)
6665                 root = root_mem_cgroup;
6666
6667         /*
6668          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6669          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6670          * details.
6671          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6672          * that special casing.
6673          */
6674         if (memcg == root)
6675                 return;
6676
6677         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6678         if (!usage)
6679                 return;
6680
6681         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6682         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6683         if (!parent)
6684                 return;
6685
6686         if (parent == root) {
6687                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6688                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6689                 return;
6690         }
6691
6692         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6693
6694         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6695                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6696                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6697                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6698
6699         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6700                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6701                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6702                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6703 }
6704
6705 static int charge_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
6706 {
6707         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6708         int ret;
6709
6710         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6711         if (ret)
6712                 goto out;
6713
6714         css_get(&memcg->css);
6715         commit_charge(page, memcg);
6716
6717         local_irq_disable();
6718         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6719         memcg_check_events(memcg, page);
6720         local_irq_enable();
6721 out:
6722         return ret;
6723 }
6724
6725 /**
6726  * __mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6727  * @page: page to charge
6728  * @mm: mm context of the victim
6729  * @gfp_mask: reclaim mode
6730  *
6731  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6732  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6733  * charge to the active memcg.
6734  *
6735  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6736  *
6737  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6738  */
6739 int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6740                         gfp_t gfp_mask)
6741 {
6742         struct mem_cgroup *memcg;
6743         int ret;
6744
6745         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6746         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp_mask);
6747         css_put(&memcg->css);
6748
6749         return ret;
6750 }
6751
6752 /**
6753  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6754  * @page: page to charge
6755  * @mm: mm context of the victim
6756  * @gfp: reclaim mode
6757  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6758  *
6759  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6760  * adding the page to the swapcache.
6761  *
6762  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6763  */
6764 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6765                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6766 {
6767         struct mem_cgroup *memcg;
6768         unsigned short id;
6769         int ret;
6770
6771         if (mem_cgroup_disabled())
6772                 return 0;
6773
6774         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6775         rcu_read_lock();
6776         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6777         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6778                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6779         rcu_read_unlock();
6780
6781         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp);
6782
6783         css_put(&memcg->css);
6784         return ret;
6785 }
6786
6787 /*
6788  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6789  * @entry: swap entry for which the page is charged
6790  *
6791  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6792  *
6793  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6794  * is order 0 page.
6795  */
6796 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6797 {
6798         /*
6799          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6800          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6801          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6802          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6803          * the entire time.
6804          *
6805          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6806          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6807          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6808          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6809          */
6810         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6811                 /*
6812                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6813                  * let's not wait for it.  The page already received a
6814                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6815                  */
6816                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6817         }
6818 }
6819
6820 struct uncharge_gather {
6821         struct mem_cgroup *memcg;
6822         unsigned long nr_memory;
6823         unsigned long pgpgout;
6824         unsigned long nr_kmem;
6825         struct page *dummy_page;
6826 };
6827
6828 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6829 {
6830         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6831 }
6832
6833 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6834 {
6835         unsigned long flags;
6836
6837         if (ug->nr_memory) {
6838                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6839                 if (do_memsw_account())
6840                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6841                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6842                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6843                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6844         }
6845
6846         local_irq_save(flags);
6847         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6848         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6849         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6850         local_irq_restore(flags);
6851
6852         /* drop reference from uncharge_page */
6853         css_put(&ug->memcg->css);
6854 }
6855
6856 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6857 {
6858         unsigned long nr_pages;
6859         struct mem_cgroup *memcg;
6860         struct obj_cgroup *objcg;
6861         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6862
6863         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6864
6865         /*
6866          * Nobody should be changing or seriously looking at
6867          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6868          * exclusive access to the page.
6869          */
6870         if (use_objcg) {
6871                 objcg = __page_objcg(page);
6872                 /*
6873                  * This get matches the put at the end of the function and
6874                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6875                  */
6876                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6877         } else {
6878                 memcg = __page_memcg(page);
6879         }
6880
6881         if (!memcg)
6882                 return;
6883
6884         if (ug->memcg != memcg) {
6885                 if (ug->memcg) {
6886                         uncharge_batch(ug);
6887                         uncharge_gather_clear(ug);
6888                 }
6889                 ug->memcg = memcg;
6890                 ug->dummy_page = page;
6891
6892                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6893                 css_get(&memcg->css);
6894         }
6895
6896         nr_pages = compound_nr(page);
6897
6898         if (use_objcg) {
6899                 ug->nr_memory += nr_pages;
6900                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6901
6902                 page->memcg_data = 0;
6903                 obj_cgroup_put(objcg);
6904         } else {
6905                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6906                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6907                         ug->nr_memory += nr_pages;
6908                 ug->pgpgout++;
6909
6910                 page->memcg_data = 0;
6911         }
6912
6913         css_put(&memcg->css);
6914 }
6915
6916 /**
6917  * __mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6918  * @page: page to uncharge
6919  *
6920  * Uncharge a page previously charged with __mem_cgroup_charge().
6921  */
6922 void __mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6923 {
6924         struct uncharge_gather ug;
6925
6926         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6927         if (!page_memcg(page))
6928                 return;
6929
6930         uncharge_gather_clear(&ug);
6931         uncharge_page(page, &ug);
6932         uncharge_batch(&ug);
6933 }
6934
6935 /**
6936  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6937  * @page_list: list of pages to uncharge
6938  *
6939  * Uncharge a list of pages previously charged with
6940  * __mem_cgroup_charge().
6941  */
6942 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6943 {
6944         struct uncharge_gather ug;
6945         struct page *page;
6946
6947         uncharge_gather_clear(&ug);
6948         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6949                 uncharge_page(page, &ug);
6950         if (ug.memcg)
6951                 uncharge_batch(&ug);
6952 }
6953
6954 /**
6955  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6956  * @oldpage: currently circulating page
6957  * @newpage: replacement page
6958  *
6959  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6960  * be uncharged upon free.
6961  *
6962  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6963  */
6964 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6965 {
6966         struct mem_cgroup *memcg;
6967         unsigned int nr_pages;
6968         unsigned long flags;
6969
6970         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6971         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6972         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6973         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6974                        newpage);
6975
6976         if (mem_cgroup_disabled())
6977                 return;
6978
6979         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6980         if (page_memcg(newpage))
6981                 return;
6982
6983         memcg = page_memcg(oldpage);
6984         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6985         if (!memcg)
6986                 return;
6987
6988         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6989         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6990
6991         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6992                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6993                 if (do_memsw_account())
6994                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6995         }
6996
6997         css_get(&memcg->css);
6998         commit_charge(newpage, memcg);
6999
7000         local_irq_save(flags);
7001         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7002         memcg_check_events(memcg, newpage);
7003         local_irq_restore(flags);
7004 }
7005
7006 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7007 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7008
7009 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7010 {
7011         struct mem_cgroup *memcg;
7012
7013         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7014                 return;
7015
7016         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7017         if (in_interrupt())
7018                 return;
7019
7020         rcu_read_lock();
7021         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7022         if (memcg == root_mem_cgroup)
7023                 goto out;
7024         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7025                 goto out;
7026         if (css_tryget(&memcg->css))
7027                 sk->sk_memcg = memcg;
7028 out:
7029         rcu_read_unlock();
7030 }
7031
7032 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7033 {
7034         if (sk->sk_memcg)
7035                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7036 }
7037
7038 /**
7039  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7040  * @memcg: memcg to charge
7041  * @nr_pages: number of pages to charge
7042  * @gfp_mask: reclaim mode
7043  *
7044  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7045  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7046  */
7047 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7048                              gfp_t gfp_mask)
7049 {
7050         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7051                 struct page_counter *fail;
7052
7053                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7054                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7055                         return true;
7056                 }
7057                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7058                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7059                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7060                         return true;
7061                 }
7062                 return false;
7063         }
7064
7065         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7066                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7067                 return true;
7068         }
7069
7070         return false;
7071 }
7072
7073 /**
7074  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7075  * @memcg: memcg to uncharge
7076  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7077  */
7078 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7079 {
7080         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7081                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7082                 return;
7083         }
7084
7085         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7086
7087         refill_stock(memcg, nr_pages);
7088 }
7089
7090 static int __init cgroup_memory(char *s)
7091 {
7092         char *token;
7093
7094         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7095                 if (!*token)
7096                         continue;
7097                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7098                         cgroup_memory_nosocket = true;
7099                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7100                         cgroup_memory_nokmem = true;
7101         }
7102         return 0;
7103 }
7104 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7105
7106 /*
7107  * subsys_initcall() for memory controller.
7108  *
7109  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7110  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7111  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7112  * should be initialized from here.
7113  */
7114 static int __init mem_cgroup_init(void)
7115 {
7116         int cpu, node;
7117
7118         /*
7119          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7120          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7121          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7122          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7123          */
7124         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7125
7126         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7127                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7128
7129         for_each_possible_cpu(cpu)
7130                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7131                           drain_local_stock);
7132
7133         for_each_node(node) {
7134                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7135
7136                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7137                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7138
7139                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7140                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7141                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7142                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7143         }
7144
7145         return 0;
7146 }
7147 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7148
7149 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7150 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7151 {
7152         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7153                 /*
7154                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7155                  * always be >= 1.
7156                  */
7157                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7158                         VM_BUG_ON(1);
7159                         break;
7160                 }
7161                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7162                 if (!memcg)
7163                         memcg = root_mem_cgroup;
7164         }
7165         return memcg;
7166 }
7167
7168 /**
7169  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7170  * @page: page whose memsw charge to transfer
7171  * @entry: swap entry to move the charge to
7172  *
7173  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7174  */
7175 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7176 {
7177         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7178         unsigned int nr_entries;
7179         unsigned short oldid;
7180
7181         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7182         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7183
7184         if (mem_cgroup_disabled())
7185                 return;
7186
7187         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7188                 return;
7189
7190         memcg = page_memcg(page);
7191
7192         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7193         if (!memcg)
7194                 return;
7195
7196         /*
7197          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7198          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7199          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7200          */
7201         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7202         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7203         /* Get references for the tail pages, too */
7204         if (nr_entries > 1)
7205                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7206         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7207                                    nr_entries);
7208         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7209         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7210
7211         page->memcg_data = 0;
7212
7213         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7214                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7215
7216         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7217                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7218                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7219                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7220         }
7221
7222         /*
7223          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7224          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7225          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7226          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7227          */
7228         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7229         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7230         memcg_check_events(memcg, page);
7231
7232         css_put(&memcg->css);
7233 }
7234
7235 /**
7236  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7237  * @page: page being added to swap
7238  * @entry: swap entry to charge
7239  *
7240  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7241  *
7242  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7243  */
7244 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7245 {
7246         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7247         struct page_counter *counter;
7248         struct mem_cgroup *memcg;
7249         unsigned short oldid;
7250
7251         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7252                 return 0;
7253
7254         memcg = page_memcg(page);
7255
7256         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7257         if (!memcg)
7258                 return 0;
7259
7260         if (!entry.val) {
7261                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7262                 return 0;
7263         }
7264
7265         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7266
7267         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7268             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7269                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7270                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7271                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7272                 return -ENOMEM;
7273         }
7274
7275         /* Get references for the tail pages, too */
7276         if (nr_pages > 1)
7277                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7278         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7279         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7280         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7281
7282         return 0;
7283 }
7284
7285 /**
7286  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7287  * @entry: swap entry to uncharge
7288  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7289  */
7290 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7291 {
7292         struct mem_cgroup *memcg;
7293         unsigned short id;
7294
7295         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7296         rcu_read_lock();
7297         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7298         if (memcg) {
7299                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7300                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7301                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7302                         else
7303                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7304                 }
7305                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7306                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7307         }
7308         rcu_read_unlock();
7309 }
7310
7311 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7312 {
7313         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7314
7315         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7316                 return nr_swap_pages;
7317         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7318                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7319                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7320                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7321         return nr_swap_pages;
7322 }
7323
7324 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7325 {
7326         struct mem_cgroup *memcg;
7327
7328         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7329
7330         if (vm_swap_full())
7331                 return true;
7332         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7333                 return false;
7334
7335         memcg = page_memcg(page);
7336         if (!memcg)
7337                 return false;
7338
7339         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7340                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7341
7342                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7343                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7344                         return true;
7345         }
7346
7347         return false;
7348 }
7349
7350 static int __init setup_swap_account(char *s)
7351 {
7352         if (!strcmp(s, "1"))
7353                 cgroup_memory_noswap = false;
7354         else if (!strcmp(s, "0"))
7355                 cgroup_memory_noswap = true;
7356         return 1;
7357 }
7358 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7359
7360 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7361                              struct cftype *cft)
7362 {
7363         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7364
7365         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7366 }
7367
7368 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7369 {
7370         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7371                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7372 }
7373
7374 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7375                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7376 {
7377         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7378         unsigned long high;
7379         int err;
7380
7381         buf = strstrip(buf);
7382         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7383         if (err)
7384                 return err;
7385
7386         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7387
7388         return nbytes;
7389 }
7390
7391 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7392 {
7393         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7394                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7395 }
7396
7397 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7398                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7399 {
7400         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7401         unsigned long max;
7402         int err;
7403
7404         buf = strstrip(buf);
7405         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7406         if (err)
7407                 return err;
7408
7409         xchg(&memcg->swap.max, max);
7410
7411         return nbytes;
7412 }
7413
7414 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7415 {
7416         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7417
7418         seq_printf(m, "high %lu\n",
7419                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7420         seq_printf(m, "max %lu\n",
7421                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7422         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7423                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7424
7425         return 0;
7426 }
7427
7428 static struct cftype swap_files[] = {
7429         {
7430                 .name = "swap.current",
7431                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7432                 .read_u64 = swap_current_read,
7433         },
7434         {
7435                 .name = "swap.high",
7436                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7437                 .seq_show = swap_high_show,
7438                 .write = swap_high_write,
7439         },
7440         {
7441                 .name = "swap.max",
7442                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7443                 .seq_show = swap_max_show,
7444                 .write = swap_max_write,
7445         },
7446         {
7447                 .name = "swap.events",
7448                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7449                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7450                 .seq_show = swap_events_show,
7451         },
7452         { }     /* terminate */
7453 };
7454
7455 static struct cftype memsw_files[] = {
7456         {
7457                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7458                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7459                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7460         },
7461         {
7462                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7463                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7464                 .write = mem_cgroup_reset,
7465                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7466         },
7467         {
7468                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7469                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7470                 .write = mem_cgroup_write,
7471                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7472         },
7473         {
7474                 .name = "memsw.failcnt",
7475                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7476                 .write = mem_cgroup_reset,
7477                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7478         },
7479         { },    /* terminate */
7480 };
7481
7482 /*
7483  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7484  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7485  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7486  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7487  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7488  */
7489 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7490 {
7491         /* No memory control -> no swap control */
7492         if (mem_cgroup_disabled())
7493                 cgroup_memory_noswap = true;
7494
7495         if (cgroup_memory_noswap)
7496                 return 0;
7497
7498         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7499         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7500
7501         return 0;
7502 }
7503 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7504
7505 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */