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