mm: memcg: synchronize objcg lists with a dedicated spinlock
[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 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_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(&objcg_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&objcg_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(&objcg_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(&objcg_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, int val)
655 {
656         unsigned int x;
657
658         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
659
660         x = __this_cpu_add_return(stats_updates, abs(val));
661         if (x > MEMCG_CHARGE_BATCH) {
662                 atomic_add(x / MEMCG_CHARGE_BATCH, &stats_flush_threshold);
663                 __this_cpu_write(stats_updates, 0);
664         }
665 }
666
667 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
668 {
669         unsigned long flag;
670
671         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
672                 return;
673
674         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
675         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
676         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
677 }
678
679 void mem_cgroup_flush_stats(void)
680 {
681         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
682                 __mem_cgroup_flush_stats();
683 }
684
685 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
686 {
687         __mem_cgroup_flush_stats();
688         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, 2UL*HZ);
689 }
690
691 /**
692  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
693  * @memcg: the memory cgroup
694  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
695  * @val: delta to add to the counter, can be negative
696  */
697 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
698 {
699         if (mem_cgroup_disabled())
700                 return;
701
702         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
703         memcg_rstat_updated(memcg, val);
704 }
705
706 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
707 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
708 {
709         long x = 0;
710         int cpu;
711
712         for_each_possible_cpu(cpu)
713                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
714 #ifdef CONFIG_SMP
715         if (x < 0)
716                 x = 0;
717 #endif
718         return x;
719 }
720
721 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
722                               int val)
723 {
724         struct mem_cgroup_per_node *pn;
725         struct mem_cgroup *memcg;
726
727         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
728         memcg = pn->memcg;
729
730         /* Update memcg */
731         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
732
733         /* Update lruvec */
734         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
735
736         memcg_rstat_updated(memcg, val);
737 }
738
739 /**
740  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
741  * @lruvec: the lruvec
742  * @idx: the stat item
743  * @val: delta to add to the counter, can be negative
744  *
745  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
746  * function updates the all three counters that are affected by a
747  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
748  */
749 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
750                         int val)
751 {
752         /* Update node */
753         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
754
755         /* Update memcg and lruvec */
756         if (!mem_cgroup_disabled())
757                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
758 }
759
760 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
761                              int val)
762 {
763         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
764         struct mem_cgroup *memcg;
765         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
766         struct lruvec *lruvec;
767
768         rcu_read_lock();
769         memcg = page_memcg(head);
770         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
771         if (!memcg) {
772                 rcu_read_unlock();
773                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
774                 return;
775         }
776
777         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
778         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
779         rcu_read_unlock();
780 }
781 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
782
783 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
784 {
785         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
786         struct mem_cgroup *memcg;
787         struct lruvec *lruvec;
788
789         rcu_read_lock();
790         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
791
792         /*
793          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
794          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
795          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
796          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
797          */
798         if (!memcg) {
799                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
800         } else {
801                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
802                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
803         }
804         rcu_read_unlock();
805 }
806
807 /*
808  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
809  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
810  */
811 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
812                                      struct pglist_data *pgdat,
813                                      enum node_stat_item idx, int nr)
814 {
815         struct mem_cgroup *memcg;
816         struct lruvec *lruvec;
817
818         rcu_read_lock();
819         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
820         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
821         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
822         rcu_read_unlock();
823 }
824
825 /**
826  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
827  * @memcg: the memory cgroup
828  * @idx: the event item
829  * @count: the number of events that occurred
830  */
831 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
832                           unsigned long count)
833 {
834         if (mem_cgroup_disabled())
835                 return;
836
837         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
838         memcg_rstat_updated(memcg, count);
839 }
840
841 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
842 {
843         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
844 }
845
846 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
847 {
848         long x = 0;
849         int cpu;
850
851         for_each_possible_cpu(cpu)
852                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
853         return x;
854 }
855
856 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
857                                          struct page *page,
858                                          int nr_pages)
859 {
860         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
861         if (nr_pages > 0)
862                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
863         else {
864                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
865                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
866         }
867
868         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
869 }
870
871 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
872                                        enum mem_cgroup_events_target target)
873 {
874         unsigned long val, next;
875
876         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
877         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
878         /* from time_after() in jiffies.h */
879         if ((long)(next - val) < 0) {
880                 switch (target) {
881                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
882                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
883                         break;
884                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
885                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
886                         break;
887                 default:
888                         break;
889                 }
890                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
891                 return true;
892         }
893         return false;
894 }
895
896 /*
897  * Check events in order.
898  *
899  */
900 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
901 {
902         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
903         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
904                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
905                 bool do_softlimit;
906
907                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
908                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
909                 mem_cgroup_threshold(memcg);
910                 if (unlikely(do_softlimit))
911                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
912         }
913 }
914
915 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
916 {
917         /*
918          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
919          * if it races with swapoff, page migration, etc.
920          * So this can be called with p == NULL.
921          */
922         if (unlikely(!p))
923                 return NULL;
924
925         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
926 }
927 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
928
929 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
930 {
931         if (!in_task())
932                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
933         else
934                 return current->active_memcg;
935 }
936
937 /**
938  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
939  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
940  *
941  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
942  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
943  * 1) The active memcg, if set.
944  * 2) current->mm->memcg, if available
945  * 3) root memcg
946  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
947  */
948 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
949 {
950         struct mem_cgroup *memcg;
951
952         if (mem_cgroup_disabled())
953                 return NULL;
954
955         /*
956          * Page cache insertions can happen without an
957          * actual mm context, e.g. during disk probing
958          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
959          *
960          * No need to css_get on root memcg as the reference
961          * counting is disabled on the root level in the
962          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
963          */
964         if (unlikely(!mm)) {
965                 memcg = active_memcg();
966                 if (unlikely(memcg)) {
967                         /* remote memcg must hold a ref */
968                         css_get(&memcg->css);
969                         return memcg;
970                 }
971                 mm = current->mm;
972                 if (unlikely(!mm))
973                         return root_mem_cgroup;
974         }
975
976         rcu_read_lock();
977         do {
978                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
979                 if (unlikely(!memcg))
980                         memcg = root_mem_cgroup;
981         } while (!css_tryget(&memcg->css));
982         rcu_read_unlock();
983         return memcg;
984 }
985 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
986
987 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
988 {
989         /* Allow remote memcg charging from any context. */
990         if (unlikely(active_memcg()))
991                 return false;
992
993         /* Memcg to charge can't be determined. */
994         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
995                 return true;
996
997         return false;
998 }
999
1000 /**
1001  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1002  * @root: hierarchy root
1003  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1004  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1005  *
1006  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1007  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1008  *
1009  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1010  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1011  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1012  *
1013  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1014  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1015  * same node.
1016  */
1017 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1018                                    struct mem_cgroup *prev,
1019                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1020 {
1021         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1022         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1023         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1024         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled())
1027                 return NULL;
1028
1029         if (!root)
1030                 root = root_mem_cgroup;
1031
1032         if (prev && !reclaim)
1033                 pos = prev;
1034
1035         rcu_read_lock();
1036
1037         if (reclaim) {
1038                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1039
1040                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1041                 iter = &mz->iter;
1042
1043                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1044                         goto out_unlock;
1045
1046                 while (1) {
1047                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1048                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1049                                 break;
1050                         /*
1051                          * css reference reached zero, so iter->position will
1052                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1053                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1054                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1055                          * might block it. So we clear iter->position right
1056                          * away.
1057                          */
1058                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1059                 }
1060         }
1061
1062         if (pos)
1063                 css = &pos->css;
1064
1065         for (;;) {
1066                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1067                 if (!css) {
1068                         /*
1069                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1070                          * new one might jump in right at the end of
1071                          * the hierarchy - make sure they see at least
1072                          * one group and restart from the beginning.
1073                          */
1074                         if (!prev)
1075                                 continue;
1076                         break;
1077                 }
1078
1079                 /*
1080                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1081                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1082                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1083                  */
1084                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1085
1086                 if (css == &root->css)
1087                         break;
1088
1089                 if (css_tryget(css))
1090                         break;
1091
1092                 memcg = NULL;
1093         }
1094
1095         if (reclaim) {
1096                 /*
1097                  * The position could have already been updated by a competing
1098                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1099                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1100                  */
1101                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1102
1103                 if (pos)
1104                         css_put(&pos->css);
1105
1106                 if (!memcg)
1107                         iter->generation++;
1108                 else if (!prev)
1109                         reclaim->generation = iter->generation;
1110         }
1111
1112 out_unlock:
1113         rcu_read_unlock();
1114         if (prev && prev != root)
1115                 css_put(&prev->css);
1116
1117         return memcg;
1118 }
1119
1120 /**
1121  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1122  * @root: hierarchy root
1123  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1124  */
1125 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1126                            struct mem_cgroup *prev)
1127 {
1128         if (!root)
1129                 root = root_mem_cgroup;
1130         if (prev && prev != root)
1131                 css_put(&prev->css);
1132 }
1133
1134 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1135                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1136 {
1137         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1138         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1139         int nid;
1140
1141         for_each_node(nid) {
1142                 mz = from->nodeinfo[nid];
1143                 iter = &mz->iter;
1144                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1145         }
1146 }
1147
1148 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1149 {
1150         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1151         struct mem_cgroup *last;
1152
1153         do {
1154                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1155                 last = memcg;
1156         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1157
1158         /*
1159          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1160          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1161          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1162          * dead_memcg from cgroup root separately.
1163          */
1164         if (last != root_mem_cgroup)
1165                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1166                                                 dead_memcg);
1167 }
1168
1169 /**
1170  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1171  * @memcg: hierarchy root
1172  * @fn: function to call for each task
1173  * @arg: argument passed to @fn
1174  *
1175  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1176  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1177  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1178  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1179  *
1180  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1181  */
1182 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1183                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1184 {
1185         struct mem_cgroup *iter;
1186         int ret = 0;
1187
1188         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1189
1190         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1191                 struct css_task_iter it;
1192                 struct task_struct *task;
1193
1194                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1195                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1196                         ret = fn(task, arg);
1197                 css_task_iter_end(&it);
1198                 if (ret) {
1199                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1200                         break;
1201                 }
1202         }
1203         return ret;
1204 }
1205
1206 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1207 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1208 {
1209         struct mem_cgroup *memcg;
1210
1211         if (mem_cgroup_disabled())
1212                 return;
1213
1214         memcg = page_memcg(page);
1215
1216         if (!memcg)
1217                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1218         else
1219                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1220 }
1221 #endif
1222
1223 /**
1224  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1225  * @page: the page
1226  *
1227  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1228  * - page locked
1229  * - PageLRU cleared
1230  * - lock_page_memcg()
1231  * - page->_refcount is zero
1232  */
1233 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1234 {
1235         struct lruvec *lruvec;
1236
1237         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1238         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1239
1240         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1241
1242         return lruvec;
1243 }
1244
1245 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1246 {
1247         struct lruvec *lruvec;
1248
1249         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1250         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1251
1252         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1253
1254         return lruvec;
1255 }
1256
1257 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1258 {
1259         struct lruvec *lruvec;
1260
1261         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1262         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1263
1264         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1265
1266         return lruvec;
1267 }
1268
1269 /**
1270  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1271  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1272  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1273  * @zid: zone id of the accounted pages
1274  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1275  *
1276  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1277  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1278  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1279  */
1280 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1281                                 int zid, int nr_pages)
1282 {
1283         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1284         unsigned long *lru_size;
1285         long size;
1286
1287         if (mem_cgroup_disabled())
1288                 return;
1289
1290         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1291         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1292
1293         if (nr_pages < 0)
1294                 *lru_size += nr_pages;
1295
1296         size = *lru_size;
1297         if (WARN_ONCE(size < 0,
1298                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1299                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1300                 VM_BUG_ON(1);
1301                 *lru_size = 0;
1302         }
1303
1304         if (nr_pages > 0)
1305                 *lru_size += nr_pages;
1306 }
1307
1308 /**
1309  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1310  * @memcg: the memory cgroup
1311  *
1312  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1313  * pages.
1314  */
1315 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1316 {
1317         unsigned long margin = 0;
1318         unsigned long count;
1319         unsigned long limit;
1320
1321         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1322         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1323         if (count < limit)
1324                 margin = limit - count;
1325
1326         if (do_memsw_account()) {
1327                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1328                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1329                 if (count < limit)
1330                         margin = min(margin, limit - count);
1331                 else
1332                         margin = 0;
1333         }
1334
1335         return margin;
1336 }
1337
1338 /*
1339  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1340  *
1341  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1342  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1343  * caused by "move".
1344  */
1345 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1346 {
1347         struct mem_cgroup *from;
1348         struct mem_cgroup *to;
1349         bool ret = false;
1350         /*
1351          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1352          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1353          */
1354         spin_lock(&mc.lock);
1355         from = mc.from;
1356         to = mc.to;
1357         if (!from)
1358                 goto unlock;
1359
1360         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1361                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1362 unlock:
1363         spin_unlock(&mc.lock);
1364         return ret;
1365 }
1366
1367 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1368 {
1369         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1370                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1371                         DEFINE_WAIT(wait);
1372                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1373                         /* moving charge context might have finished. */
1374                         if (mc.moving_task)
1375                                 schedule();
1376                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1377                         return true;
1378                 }
1379         }
1380         return false;
1381 }
1382
1383 struct memory_stat {
1384         const char *name;
1385         unsigned int idx;
1386 };
1387
1388 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1389         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1390         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1391         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1392         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1393         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1394         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1395         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1396         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1397         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1398         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1399 #ifdef CONFIG_SWAP
1400         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1401 #endif
1402 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1403         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1404         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1405         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1406 #endif
1407         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1408         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1409         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1410         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1411         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1412         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1413         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1414
1415         /* The memory events */
1416         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1417         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1418         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1419         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1420         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1421         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1422         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1423 };
1424
1425 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1426 static int memcg_page_state_unit(int item)
1427 {
1428         switch (item) {
1429         case MEMCG_PERCPU_B:
1430         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1431         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1432         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1433         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1434         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1435         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1436         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1437         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1438         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1439                 return 1;
1440         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1441                 return SZ_1K;
1442         default:
1443                 return PAGE_SIZE;
1444         }
1445 }
1446
1447 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1448                                                     int item)
1449 {
1450         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1451 }
1452
1453 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1454 {
1455         struct seq_buf s;
1456         int i;
1457
1458         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1459         if (!s.buffer)
1460                 return NULL;
1461
1462         /*
1463          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1464          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1465          *
1466          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1467          * 1) generic big picture -> specifics and details
1468          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1469          *
1470          * Current memory state:
1471          */
1472         mem_cgroup_flush_stats();
1473
1474         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1475                 u64 size;
1476
1477                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1478                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1479
1480                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1481                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1482                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1483                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1484                 }
1485         }
1486
1487         /* Accumulated memory events */
1488
1489         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1490                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1491         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1492                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1493         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1494                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1495         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1496                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1497                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1498         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1499                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1500                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1501         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1502                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1503         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1504                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1505         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1506                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1507         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1508                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1509
1510 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1511         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1512                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1513         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1514                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1515 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1516
1517         /* The above should easily fit into one page */
1518         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1519
1520         return s.buffer;
1521 }
1522
1523 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1524 /**
1525  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1526  * memory controller.
1527  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1528  * @p: Task that is going to be killed
1529  *
1530  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1531  * enabled
1532  */
1533 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1534 {
1535         rcu_read_lock();
1536
1537         if (memcg) {
1538                 pr_cont(",oom_memcg=");
1539                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1540         } else
1541                 pr_cont(",global_oom");
1542         if (p) {
1543                 pr_cont(",task_memcg=");
1544                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1545         }
1546         rcu_read_unlock();
1547 }
1548
1549 /**
1550  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1551  * memory controller.
1552  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1553  */
1554 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1555 {
1556         char *buf;
1557
1558         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1559                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1560                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1561         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1562                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1563                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1564                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1565         else {
1566                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1567                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1568                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1569                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1570                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1571                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1572         }
1573
1574         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1575         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1576         pr_cont(":");
1577         buf = memory_stat_format(memcg);
1578         if (!buf)
1579                 return;
1580         pr_info("%s", buf);
1581         kfree(buf);
1582 }
1583
1584 /*
1585  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1586  */
1587 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1588 {
1589         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1590
1591         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1592                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1593                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1594                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1595         } else { /* v1 */
1596                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1597                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1598                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1599
1600                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1601                 }
1602         }
1603         return max;
1604 }
1605
1606 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1607 {
1608         return page_counter_read(&memcg->memory);
1609 }
1610
1611 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1612                                      int order)
1613 {
1614         struct oom_control oc = {
1615                 .zonelist = NULL,
1616                 .nodemask = NULL,
1617                 .memcg = memcg,
1618                 .gfp_mask = gfp_mask,
1619                 .order = order,
1620         };
1621         bool ret = true;
1622
1623         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1624                 return true;
1625
1626         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1627                 goto unlock;
1628
1629         /*
1630          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1631          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1632          */
1633         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1634
1635 unlock:
1636         mutex_unlock(&oom_lock);
1637         return ret;
1638 }
1639
1640 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1641                                    pg_data_t *pgdat,
1642                                    gfp_t gfp_mask,
1643                                    unsigned long *total_scanned)
1644 {
1645         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1646         int total = 0;
1647         int loop = 0;
1648         unsigned long excess;
1649         unsigned long nr_scanned;
1650         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1651                 .pgdat = pgdat,
1652         };
1653
1654         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1655
1656         while (1) {
1657                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1658                 if (!victim) {
1659                         loop++;
1660                         if (loop >= 2) {
1661                                 /*
1662                                  * If we have not been able to reclaim
1663                                  * anything, it might because there are
1664                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1665                                  */
1666                                 if (!total)
1667                                         break;
1668                                 /*
1669                                  * We want to do more targeted reclaim.
1670                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1671                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1672                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1673                                  */
1674                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1675                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1676                                         break;
1677                         }
1678                         continue;
1679                 }
1680                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1681                                         pgdat, &nr_scanned);
1682                 *total_scanned += nr_scanned;
1683                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1684                         break;
1685         }
1686         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1687         return total;
1688 }
1689
1690 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1691 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1692         .name = "memcg_oom_lock",
1693 };
1694 #endif
1695
1696 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1697
1698 /*
1699  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1700  * If someone is running, return false.
1701  */
1702 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1703 {
1704         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1705
1706         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1707
1708         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1709                 if (iter->oom_lock) {
1710                         /*
1711                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1712                          * so we cannot give a lock.
1713                          */
1714                         failed = iter;
1715                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1716                         break;
1717                 } else
1718                         iter->oom_lock = true;
1719         }
1720
1721         if (failed) {
1722                 /*
1723                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1724                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1725                  */
1726                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1727                         if (iter == failed) {
1728                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1729                                 break;
1730                         }
1731                         iter->oom_lock = false;
1732                 }
1733         } else
1734                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1735
1736         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1737
1738         return !failed;
1739 }
1740
1741 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1742 {
1743         struct mem_cgroup *iter;
1744
1745         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1746         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1747         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1748                 iter->oom_lock = false;
1749         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1750 }
1751
1752 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1753 {
1754         struct mem_cgroup *iter;
1755
1756         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1757         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1758                 iter->under_oom++;
1759         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1760 }
1761
1762 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *iter;
1765
1766         /*
1767          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1768          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1769          */
1770         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1771         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1772                 if (iter->under_oom > 0)
1773                         iter->under_oom--;
1774         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1775 }
1776
1777 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1778
1779 struct oom_wait_info {
1780         struct mem_cgroup *memcg;
1781         wait_queue_entry_t      wait;
1782 };
1783
1784 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1785         unsigned mode, int sync, void *arg)
1786 {
1787         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1788         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1789         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1790
1791         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1792         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1793
1794         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1795             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1796                 return 0;
1797         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1798 }
1799
1800 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1801 {
1802         /*
1803          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1804          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1805          * this function is called as a result of userland actions
1806          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1807          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1808          * triggering notification.
1809          */
1810         if (memcg && memcg->under_oom)
1811                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1812 }
1813
1814 enum oom_status {
1815         OOM_SUCCESS,
1816         OOM_FAILED,
1817         OOM_ASYNC,
1818         OOM_SKIPPED
1819 };
1820
1821 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1822 {
1823         enum oom_status ret;
1824         bool locked;
1825
1826         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1827                 return OOM_SKIPPED;
1828
1829         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1830
1831         /*
1832          * We are in the middle of the charge context here, so we
1833          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1834          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1835          *
1836          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1837          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1838          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1839          * released.
1840          *
1841          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1842          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1843          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1844          * invoke the oom killer here.
1845          *
1846          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1847          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1848          */
1849         if (memcg->oom_kill_disable) {
1850                 if (!current->in_user_fault)
1851                         return OOM_SKIPPED;
1852                 css_get(&memcg->css);
1853                 current->memcg_in_oom = memcg;
1854                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1855                 current->memcg_oom_order = order;
1856
1857                 return OOM_ASYNC;
1858         }
1859
1860         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1861
1862         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1863
1864         if (locked)
1865                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1866
1867         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1868         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1869                 ret = OOM_SUCCESS;
1870         else
1871                 ret = OOM_FAILED;
1872
1873         if (locked)
1874                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1875
1876         return ret;
1877 }
1878
1879 /**
1880  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1881  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1882  *
1883  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1884  * handler was enabled.
1885  *
1886  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1887  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1888  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1889  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1890  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1891  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1892  *
1893  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1894  * completed, %false otherwise.
1895  */
1896 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1897 {
1898         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1899         struct oom_wait_info owait;
1900         bool locked;
1901
1902         /* OOM is global, do not handle */
1903         if (!memcg)
1904                 return false;
1905
1906         if (!handle)
1907                 goto cleanup;
1908
1909         owait.memcg = memcg;
1910         owait.wait.flags = 0;
1911         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1912         owait.wait.private = current;
1913         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1914
1915         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1916         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1917
1918         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1919
1920         if (locked)
1921                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1922
1923         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1924                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1925                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1926                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1927                                          current->memcg_oom_order);
1928         } else {
1929                 schedule();
1930                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1931                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1932         }
1933
1934         if (locked) {
1935                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1936                 /*
1937                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1938                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1939                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1940                  */
1941                 memcg_oom_recover(memcg);
1942         }
1943 cleanup:
1944         current->memcg_in_oom = NULL;
1945         css_put(&memcg->css);
1946         return true;
1947 }
1948
1949 /**
1950  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1951  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1952  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1953  *
1954  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1955  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1956  *
1957  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1958  */
1959 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1960                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1961 {
1962         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1963         struct mem_cgroup *memcg;
1964
1965         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1966                 return NULL;
1967
1968         if (!oom_domain)
1969                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1970
1971         rcu_read_lock();
1972
1973         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1974         if (memcg == root_mem_cgroup)
1975                 goto out;
1976
1977         /*
1978          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1979          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1980          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1981          */
1982         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1983                 goto out;
1984
1985         /*
1986          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1987          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1988          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1989          */
1990         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1991                 if (memcg->oom_group)
1992                         oom_group = memcg;
1993
1994                 if (memcg == oom_domain)
1995                         break;
1996         }
1997
1998         if (oom_group)
1999                 css_get(&oom_group->css);
2000 out:
2001         rcu_read_unlock();
2002
2003         return oom_group;
2004 }
2005
2006 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2007 {
2008         pr_info("Tasks in ");
2009         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2010         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2011 }
2012
2013 /**
2014  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2015  * @page: the page
2016  *
2017  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2018  * another cgroup.
2019  *
2020  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
2021  * for the lifetime of the page.
2022  */
2023 void lock_page_memcg(struct page *page)
2024 {
2025         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2026         struct mem_cgroup *memcg;
2027         unsigned long flags;
2028
2029         /*
2030          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2031          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2032          * because page moving starts with an RCU grace period.
2033          */
2034         rcu_read_lock();
2035
2036         if (mem_cgroup_disabled())
2037                 return;
2038 again:
2039         memcg = page_memcg(head);
2040         if (unlikely(!memcg))
2041                 return;
2042
2043 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2044         local_irq_save(flags);
2045         might_lock(&memcg->move_lock);
2046         local_irq_restore(flags);
2047 #endif
2048
2049         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2050                 return;
2051
2052         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2053         if (memcg != page_memcg(head)) {
2054                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2055                 goto again;
2056         }
2057
2058         /*
2059          * When charge migration first begins, we can have multiple
2060          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2061          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2062          * move_lock for unlock_page_memcg().
2063          */
2064         memcg->move_lock_task = current;
2065         memcg->move_lock_flags = flags;
2066 }
2067 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2068
2069 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2070 {
2071         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2072                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2073
2074                 memcg->move_lock_task = NULL;
2075                 memcg->move_lock_flags = 0;
2076
2077                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2078         }
2079
2080         rcu_read_unlock();
2081 }
2082
2083 /**
2084  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2085  * @page: the page
2086  */
2087 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2088 {
2089         struct page *head = compound_head(page);
2090
2091         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2092 }
2093 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2094
2095 struct obj_stock {
2096 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2097         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2098         struct pglist_data *cached_pgdat;
2099         unsigned int nr_bytes;
2100         int nr_slab_reclaimable_b;
2101         int nr_slab_unreclaimable_b;
2102 #else
2103         int dummy[0];
2104 #endif
2105 };
2106
2107 struct memcg_stock_pcp {
2108         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2109         unsigned int nr_pages;
2110         struct obj_stock task_obj;
2111         struct obj_stock irq_obj;
2112
2113         struct work_struct work;
2114         unsigned long flags;
2115 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2116 };
2117 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2118 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2119
2120 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2121 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2122 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2123                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2124
2125 #else
2126 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2127 {
2128 }
2129 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2130                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2131 {
2132         return false;
2133 }
2134 #endif
2135
2136 /*
2137  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2138  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2139  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2140  * task context and interrupt context access respectively.
2141  *
2142  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2143  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2144  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2145  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2146  */
2147 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2148 {
2149         struct memcg_stock_pcp *stock;
2150
2151         if (likely(in_task())) {
2152                 *pflags = 0UL;
2153                 preempt_disable();
2154                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2155                 return &stock->task_obj;
2156         }
2157
2158         local_irq_save(*pflags);
2159         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2160         return &stock->irq_obj;
2161 }
2162
2163 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2164 {
2165         if (likely(in_task()))
2166                 preempt_enable();
2167         else
2168                 local_irq_restore(flags);
2169 }
2170
2171 /**
2172  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2173  * @memcg: memcg to consume from.
2174  * @nr_pages: how many pages to charge.
2175  *
2176  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2177  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2178  * service an allocation will refill the stock.
2179  *
2180  * returns true if successful, false otherwise.
2181  */
2182 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2183 {
2184         struct memcg_stock_pcp *stock;
2185         unsigned long flags;
2186         bool ret = false;
2187
2188         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2189                 return ret;
2190
2191         local_irq_save(flags);
2192
2193         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2194         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2195                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2196                 ret = true;
2197         }
2198
2199         local_irq_restore(flags);
2200
2201         return ret;
2202 }
2203
2204 /*
2205  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2206  */
2207 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2208 {
2209         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2210
2211         if (!old)
2212                 return;
2213
2214         if (stock->nr_pages) {
2215                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2216                 if (do_memsw_account())
2217                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2218                 stock->nr_pages = 0;
2219         }
2220
2221         css_put(&old->css);
2222         stock->cached = NULL;
2223 }
2224
2225 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2226 {
2227         struct memcg_stock_pcp *stock;
2228         unsigned long flags;
2229
2230         /*
2231          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2232          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2233          * here with IRQ disabled
2234          */
2235         local_irq_save(flags);
2236
2237         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2238         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2239         if (in_task())
2240                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2241         drain_stock(stock);
2242         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2243
2244         local_irq_restore(flags);
2245 }
2246
2247 /*
2248  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2249  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2250  */
2251 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2252 {
2253         struct memcg_stock_pcp *stock;
2254         unsigned long flags;
2255
2256         local_irq_save(flags);
2257
2258         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2259         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2260                 drain_stock(stock);
2261                 css_get(&memcg->css);
2262                 stock->cached = memcg;
2263         }
2264         stock->nr_pages += nr_pages;
2265
2266         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2267                 drain_stock(stock);
2268
2269         local_irq_restore(flags);
2270 }
2271
2272 /*
2273  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2274  * of the hierarchy under it.
2275  */
2276 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2277 {
2278         int cpu, curcpu;
2279
2280         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2281         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2282                 return;
2283         /*
2284          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2285          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2286          * as well as workers from this path always operate on the local
2287          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2288          */
2289         curcpu = get_cpu();
2290         for_each_online_cpu(cpu) {
2291                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2292                 struct mem_cgroup *memcg;
2293                 bool flush = false;
2294
2295                 rcu_read_lock();
2296                 memcg = stock->cached;
2297                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2298                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2299                         flush = true;
2300                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2301                         flush = true;
2302                 rcu_read_unlock();
2303
2304                 if (flush &&
2305                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2306                         if (cpu == curcpu)
2307                                 drain_local_stock(&stock->work);
2308                         else
2309                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2310                 }
2311         }
2312         put_cpu();
2313         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2314 }
2315
2316 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2317 {
2318         struct memcg_stock_pcp *stock;
2319
2320         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2321         drain_stock(stock);
2322
2323         return 0;
2324 }
2325
2326 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2327                                   unsigned int nr_pages,
2328                                   gfp_t gfp_mask)
2329 {
2330         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2331
2332         do {
2333                 unsigned long pflags;
2334
2335                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2336                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2337                         continue;
2338
2339                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2340
2341                 psi_memstall_enter(&pflags);
2342                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2343                                                              gfp_mask, true);
2344                 psi_memstall_leave(&pflags);
2345         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2346                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2347
2348         return nr_reclaimed;
2349 }
2350
2351 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2352 {
2353         struct mem_cgroup *memcg;
2354
2355         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2356         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2357 }
2358
2359 /*
2360  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2361  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2362  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2363  */
2364 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2365
2366 /*
2367  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2368  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2369  * below.
2370  *
2371  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2372  *   overage ratio to a delay.
2373  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2374  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2375  *   to produce a reasonable delay curve.
2376  *
2377  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2378  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2379  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2380  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2381  * example, with a high of 100 megabytes:
2382  *
2383  *  +-------+------------------------+
2384  *  | usage | time to allocate in ms |
2385  *  +-------+------------------------+
2386  *  | 100M  |                      0 |
2387  *  | 101M  |                      6 |
2388  *  | 102M  |                     25 |
2389  *  | 103M  |                     57 |
2390  *  | 104M  |                    102 |
2391  *  | 105M  |                    159 |
2392  *  | 106M  |                    230 |
2393  *  | 107M  |                    313 |
2394  *  | 108M  |                    409 |
2395  *  | 109M  |                    518 |
2396  *  | 110M  |                    639 |
2397  *  | 111M  |                    774 |
2398  *  | 112M  |                    921 |
2399  *  | 113M  |                   1081 |
2400  *  | 114M  |                   1254 |
2401  *  | 115M  |                   1439 |
2402  *  | 116M  |                   1638 |
2403  *  | 117M  |                   1849 |
2404  *  | 118M  |                   2000 |
2405  *  | 119M  |                   2000 |
2406  *  | 120M  |                   2000 |
2407  *  +-------+------------------------+
2408  */
2409  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2410  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2411
2412 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2413 {
2414         u64 overage;
2415
2416         if (usage <= high)
2417                 return 0;
2418
2419         /*
2420          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2421          * it was a threshold of 1 page
2422          */
2423         high = max(high, 1UL);
2424
2425         overage = usage - high;
2426         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2427         return div64_u64(overage, high);
2428 }
2429
2430 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2431 {
2432         u64 overage, max_overage = 0;
2433
2434         do {
2435                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2436                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2437                 max_overage = max(overage, max_overage);
2438         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2439                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2440
2441         return max_overage;
2442 }
2443
2444 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2445 {
2446         u64 overage, max_overage = 0;
2447
2448         do {
2449                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2450                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2451                 if (overage)
2452                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2453                 max_overage = max(overage, max_overage);
2454         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2455                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2456
2457         return max_overage;
2458 }
2459
2460 /*
2461  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2462  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2463  */
2464 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2465                                           unsigned int nr_pages,
2466                                           u64 max_overage)
2467 {
2468         unsigned long penalty_jiffies;
2469
2470         if (!max_overage)
2471                 return 0;
2472
2473         /*
2474          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2475          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2476          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2477          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2478          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2479          * overage amount.
2480          */
2481         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2482         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2483         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2484
2485         /*
2486          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2487          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2488          * 4N-sized allocation.
2489          *
2490          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2491          * larger the current charge patch is than that.
2492          */
2493         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2494 }
2495
2496 /*
2497  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2498  * and reclaims memory over the high limit.
2499  */
2500 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2501 {
2502         unsigned long penalty_jiffies;
2503         unsigned long pflags;
2504         unsigned long nr_reclaimed;
2505         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2506         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2507         struct mem_cgroup *memcg;
2508         bool in_retry = false;
2509
2510         if (likely(!nr_pages))
2511                 return;
2512
2513         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2514         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2515
2516 retry_reclaim:
2517         /*
2518          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2519          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2520          * or breaching resource isolation.
2521          *
2522          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2523          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2524          * allocator run every time an allocation is made.
2525          */
2526         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2527                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2528                                     GFP_KERNEL);
2529
2530         /*
2531          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2532          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2533          */
2534         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2535                                                mem_find_max_overage(memcg));
2536
2537         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2538                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2539
2540         /*
2541          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2542          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2543          * extremely slowly.
2544          */
2545         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2546
2547         /*
2548          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2549          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2550          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2551          * been aggressively reclaimed enough yet.
2552          */
2553         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2554                 goto out;
2555
2556         /*
2557          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2558          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2559          * throttling.
2560          */
2561         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2562                 in_retry = true;
2563                 goto retry_reclaim;
2564         }
2565
2566         /*
2567          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2568          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2569          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2570          */
2571         psi_memstall_enter(&pflags);
2572         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2573         psi_memstall_leave(&pflags);
2574
2575 out:
2576         css_put(&memcg->css);
2577 }
2578
2579 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2580                         unsigned int nr_pages)
2581 {
2582         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2583         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2584         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2585         struct page_counter *counter;
2586         enum oom_status oom_status;
2587         unsigned long nr_reclaimed;
2588         bool passed_oom = false;
2589         bool may_swap = true;
2590         bool drained = false;
2591         unsigned long pflags;
2592
2593 retry:
2594         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2595                 return 0;
2596
2597         if (!do_memsw_account() ||
2598             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2599                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2600                         goto done_restock;
2601                 if (do_memsw_account())
2602                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2603                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2604         } else {
2605                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2606                 may_swap = false;
2607         }
2608
2609         if (batch > nr_pages) {
2610                 batch = nr_pages;
2611                 goto retry;
2612         }
2613
2614         /*
2615          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2616          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2617          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2618          * and let these go through as privileged allocations.
2619          */
2620         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2621                 goto force;
2622
2623         /*
2624          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2625          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2626          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2627          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2628          */
2629         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2630                 goto force;
2631
2632         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2633                 goto nomem;
2634
2635         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2636                 goto nomem;
2637
2638         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2639
2640         psi_memstall_enter(&pflags);
2641         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2642                                                     gfp_mask, may_swap);
2643         psi_memstall_leave(&pflags);
2644
2645         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2646                 goto retry;
2647
2648         if (!drained) {
2649                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2650                 drained = true;
2651                 goto retry;
2652         }
2653
2654         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2655                 goto nomem;
2656         /*
2657          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2658          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2659          * before killing the task.
2660          *
2661          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2662          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2663          * to regular pages anyway in case of failure.
2664          */
2665         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2666                 goto retry;
2667         /*
2668          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2669          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2670          */
2671         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2672                 goto retry;
2673
2674         if (nr_retries--)
2675                 goto retry;
2676
2677         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2678                 goto nomem;
2679
2680         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2681         if (passed_oom && task_is_dying())
2682                 goto nomem;
2683
2684         /*
2685          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2686          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2687          * couldn't make any progress.
2688          */
2689         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2690                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2691         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2692                 passed_oom = true;
2693                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2694                 goto retry;
2695         }
2696 nomem:
2697         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2698                 return -ENOMEM;
2699 force:
2700         /*
2701          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2702          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2703          * temporarily by force charging it.
2704          */
2705         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2706         if (do_memsw_account())
2707                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2708
2709         return 0;
2710
2711 done_restock:
2712         if (batch > nr_pages)
2713                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2714
2715         /*
2716          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2717          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2718          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2719          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2720          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2721          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2722          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2723          */
2724         do {
2725                 bool mem_high, swap_high;
2726
2727                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2728                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2729                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2730                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2731
2732                 /* Don't bother a random interrupted task */
2733                 if (in_interrupt()) {
2734                         if (mem_high) {
2735                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2736                                 break;
2737                         }
2738                         continue;
2739                 }
2740
2741                 if (mem_high || swap_high) {
2742                         /*
2743                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2744                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2745                          * of the memory or swap footprints.
2746                          *
2747                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2748                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2749                          * based on how much each task is actually allocating.
2750                          */
2751                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2752                         set_notify_resume(current);
2753                         break;
2754                 }
2755         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2756
2757         return 0;
2758 }
2759
2760 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2761                              unsigned int nr_pages)
2762 {
2763         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2764                 return 0;
2765
2766         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2767 }
2768
2769 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2770 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2771 {
2772         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2773                 return;
2774
2775         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2776         if (do_memsw_account())
2777                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2778 }
2779 #endif
2780
2781 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2782 {
2783         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2784         /*
2785          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2786          *
2787          * - the page lock
2788          * - LRU isolation
2789          * - lock_page_memcg()
2790          * - exclusive reference
2791          */
2792         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2793 }
2794
2795 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2796 {
2797         struct mem_cgroup *memcg;
2798
2799         rcu_read_lock();
2800 retry:
2801         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2802         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2803                 goto retry;
2804         rcu_read_unlock();
2805
2806         return memcg;
2807 }
2808
2809 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2810 /*
2811  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2812  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2813  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2814  */
2815 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2816
2817 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2818                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2819 {
2820         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2821         unsigned long memcg_data;
2822         void *vec;
2823
2824         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2825         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2826                            page_to_nid(page));
2827         if (!vec)
2828                 return -ENOMEM;
2829
2830         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2831         if (new_page) {
2832                 /*
2833                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2834                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2835                  * memcg_data can be simply assigned.
2836                  */
2837                 page->memcg_data = memcg_data;
2838         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2839                 /*
2840                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2841                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2842                  * objcg vector should be reused.
2843                  */
2844                 kfree(vec);
2845                 return 0;
2846         }
2847
2848         kmemleak_not_leak(vec);
2849         return 0;
2850 }
2851
2852 /*
2853  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2854  *
2855  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2856  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2857  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2858  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2859  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2860  *
2861  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2862  * cgroup_mutex, etc.
2863  */
2864 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2865 {
2866         struct page *page;
2867
2868         if (mem_cgroup_disabled())
2869                 return NULL;
2870
2871         page = virt_to_head_page(p);
2872
2873         /*
2874          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2875          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2876          * the page->obj_cgroups.
2877          */
2878         if (page_objcgs_check(page)) {
2879                 struct obj_cgroup *objcg;
2880                 unsigned int off;
2881
2882                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2883                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2884                 if (objcg)
2885                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2886
2887                 return NULL;
2888         }
2889
2890         /*
2891          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2892          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2893          * at that moment, but it can be set concurrently.
2894          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2895          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2896          */
2897         return page_memcg_check(page);
2898 }
2899
2900 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2901 {
2902         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2903         struct mem_cgroup *memcg;
2904
2905         if (memcg_kmem_bypass())
2906                 return NULL;
2907
2908         rcu_read_lock();
2909         if (unlikely(active_memcg()))
2910                 memcg = active_memcg();
2911         else
2912                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2913
2914         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2915                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2916                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2917                         break;
2918                 objcg = NULL;
2919         }
2920         rcu_read_unlock();
2921
2922         return objcg;
2923 }
2924
2925 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2926 {
2927         int id, size;
2928         int err;
2929
2930         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2931                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2932         if (id < 0)
2933                 return id;
2934
2935         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2936                 return id;
2937
2938         /*
2939          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2940          * so we have to grow them.
2941          */
2942         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2943
2944         size = 2 * (id + 1);
2945         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2946                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2947         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2948                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2949
2950         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2951         if (!err)
2952                 memcg_nr_cache_ids = size;
2953
2954         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2955
2956         if (err) {
2957                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2958                 return err;
2959         }
2960         return id;
2961 }
2962
2963 static void memcg_free_cache_id(int id)
2964 {
2965         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2966 }
2967
2968 /*
2969  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2970  * @objcg: object cgroup to uncharge
2971  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2972  */
2973 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2974                                       unsigned int nr_pages)
2975 {
2976         struct mem_cgroup *memcg;
2977
2978         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2979
2980         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2981                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2982         refill_stock(memcg, nr_pages);
2983
2984         css_put(&memcg->css);
2985 }
2986
2987 /*
2988  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2989  * @objcg: object cgroup to charge
2990  * @gfp: reclaim mode
2991  * @nr_pages: number of pages to charge
2992  *
2993  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2994  */
2995 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
2996                                    unsigned int nr_pages)
2997 {
2998         struct page_counter *counter;
2999         struct mem_cgroup *memcg;
3000         int ret;
3001
3002         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3003
3004         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3005         if (ret)
3006                 goto out;
3007
3008         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3009             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3010
3011                 /*
3012                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3013                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3014                  * handling code.
3015                  */
3016                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3017                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3018                         goto out;
3019                 }
3020                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3021                 ret = -ENOMEM;
3022         }
3023 out:
3024         css_put(&memcg->css);
3025
3026         return ret;
3027 }
3028
3029 /**
3030  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3031  * @page: page to charge
3032  * @gfp: reclaim mode
3033  * @order: allocation order
3034  *
3035  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3036  */
3037 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3038 {
3039         struct obj_cgroup *objcg;
3040         int ret = 0;
3041
3042         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3043         if (objcg) {
3044                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3045                 if (!ret) {
3046                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3047                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3048                         return 0;
3049                 }
3050                 obj_cgroup_put(objcg);
3051         }
3052         return ret;
3053 }
3054
3055 /**
3056  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3057  * @page: page to uncharge
3058  * @order: allocation order
3059  */
3060 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3061 {
3062         struct obj_cgroup *objcg;
3063         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3064
3065         if (!PageMemcgKmem(page))
3066                 return;
3067
3068         objcg = __page_objcg(page);
3069         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3070         page->memcg_data = 0;
3071         obj_cgroup_put(objcg);
3072 }
3073
3074 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3075                      enum node_stat_item idx, int nr)
3076 {
3077         unsigned long flags;
3078         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3079         int *bytes;
3080
3081         /*
3082          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3083          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3084          * changes.
3085          */
3086         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3087                 drain_obj_stock(stock);
3088                 obj_cgroup_get(objcg);
3089                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3090                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3091                 stock->cached_objcg = objcg;
3092                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3093         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3094                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3095                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3096
3097                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3098                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3099                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3100                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3101                 }
3102                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3103                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3104                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3105                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3106                 }
3107                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3108         }
3109
3110         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3111                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3112         /*
3113          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3114          * cached locally at least once before pushing it out.
3115          */
3116         if (!*bytes) {
3117                 *bytes = nr;
3118                 nr = 0;
3119         } else {
3120                 *bytes += nr;
3121                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3122                         nr = *bytes;
3123                         *bytes = 0;
3124                 } else {
3125                         nr = 0;
3126                 }
3127         }
3128         if (nr)
3129                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3130
3131         put_obj_stock(flags);
3132 }
3133
3134 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3135 {
3136         unsigned long flags;
3137         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3138         bool ret = false;
3139
3140         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3141                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3142                 ret = true;
3143         }
3144
3145         put_obj_stock(flags);
3146
3147         return ret;
3148 }
3149
3150 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3151 {
3152         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3153
3154         if (!old)
3155                 return;
3156
3157         if (stock->nr_bytes) {
3158                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3159                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3160
3161                 if (nr_pages)
3162                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3163
3164                 /*
3165                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3166                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3167                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3168                  * refill_obj_stock().
3169                  *
3170                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3171                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3172                  * so it might be changed in the future.
3173                  */
3174                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3175                 stock->nr_bytes = 0;
3176         }
3177
3178         /*
3179          * Flush the vmstat data in current stock
3180          */
3181         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3182                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3183                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3184                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3185                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3186                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3187                 }
3188                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3189                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3190                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3191                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3192                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3193                 }
3194                 stock->cached_pgdat = NULL;
3195         }
3196
3197         obj_cgroup_put(old);
3198         stock->cached_objcg = NULL;
3199 }
3200
3201 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3202                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3203 {
3204         struct mem_cgroup *memcg;
3205
3206         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3207                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3208                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3209                         return true;
3210         }
3211         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3212                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3213                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3214                         return true;
3215         }
3216
3217         return false;
3218 }
3219
3220 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3221                              bool allow_uncharge)
3222 {
3223         unsigned long flags;
3224         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3225         unsigned int nr_pages = 0;
3226
3227         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3228                 drain_obj_stock(stock);
3229                 obj_cgroup_get(objcg);
3230                 stock->cached_objcg = objcg;
3231                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3232                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3233                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3234         }
3235         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3236
3237         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3238                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3239                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3240         }
3241
3242         put_obj_stock(flags);
3243
3244         if (nr_pages)
3245                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3246 }
3247
3248 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3249 {
3250         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3251         int ret;
3252
3253         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3254                 return 0;
3255
3256         /*
3257          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3258          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3259          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3260          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3261          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3262          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3263          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3264          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3265          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3266          *
3267          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3268          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3269          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3270          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3271          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3272          * page uncharge right after a page charge, we set the
3273          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3274          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3275          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3276          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3277          * race.
3278          */
3279         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3280         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3281
3282         if (nr_bytes)
3283                 nr_pages += 1;
3284
3285         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3286         if (!ret && nr_bytes)
3287                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3288
3289         return ret;
3290 }
3291
3292 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3293 {
3294         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3295 }
3296
3297 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3298
3299 /*
3300  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3301  */
3302 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3303 {
3304         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3305         int i;
3306
3307         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3308                 return;
3309
3310         for (i = 1; i < nr; i++)
3311                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3312
3313         if (PageMemcgKmem(head))
3314                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3315         else
3316                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3317 }
3318
3319 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3320 /**
3321  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3322  * @entry: swap entry to be moved
3323  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3324  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3325  *
3326  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3327  * as the mem_cgroup's id of @from.
3328  *
3329  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3330  *
3331  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3332  * both res and memsw, and called css_get().
3333  */
3334 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3335                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3336 {
3337         unsigned short old_id, new_id;
3338
3339         old_id = mem_cgroup_id(from);
3340         new_id = mem_cgroup_id(to);
3341
3342         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3343                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3344                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3345                 return 0;
3346         }
3347         return -EINVAL;
3348 }
3349 #else
3350 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3351                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3352 {
3353         return -EINVAL;
3354 }
3355 #endif
3356
3357 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3358
3359 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3360                                  unsigned long max, bool memsw)
3361 {
3362         bool enlarge = false;
3363         bool drained = false;
3364         int ret;
3365         bool limits_invariant;
3366         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3367
3368         do {
3369                 if (signal_pending(current)) {
3370                         ret = -EINTR;
3371                         break;
3372                 }
3373
3374                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3375                 /*
3376                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3377                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3378                  */
3379                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3380                                            max <= memcg->memsw.max;
3381                 if (!limits_invariant) {
3382                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3383                         ret = -EINVAL;
3384                         break;
3385                 }
3386                 if (max > counter->max)
3387                         enlarge = true;
3388                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3389                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3390
3391                 if (!ret)
3392                         break;
3393
3394                 if (!drained) {
3395                         drain_all_stock(memcg);
3396                         drained = true;
3397                         continue;
3398                 }
3399
3400                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3401                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3402                         ret = -EBUSY;
3403                         break;
3404                 }
3405         } while (true);
3406
3407         if (!ret && enlarge)
3408                 memcg_oom_recover(memcg);
3409
3410         return ret;
3411 }
3412
3413 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3414                                             gfp_t gfp_mask,
3415                                             unsigned long *total_scanned)
3416 {
3417         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3418         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3419         unsigned long reclaimed;
3420         int loop = 0;
3421         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3422         unsigned long excess;
3423         unsigned long nr_scanned;
3424
3425         if (order > 0)
3426                 return 0;
3427
3428         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3429
3430         /*
3431          * Do not even bother to check the largest node if the root
3432          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3433          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3434          */
3435         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3436                 return 0;
3437
3438         /*
3439          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3440          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3441          * pressure
3442          */
3443         do {
3444                 if (next_mz)
3445                         mz = next_mz;
3446                 else
3447                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3448                 if (!mz)
3449                         break;
3450
3451                 nr_scanned = 0;
3452                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3453                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3454                 nr_reclaimed += reclaimed;
3455                 *total_scanned += nr_scanned;
3456                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3457                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3458
3459                 /*
3460                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3461                  * it is time to move on to the next cgroup
3462                  */
3463                 next_mz = NULL;
3464                 if (!reclaimed)
3465                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3466
3467                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3468                 /*
3469                  * One school of thought says that we should not add
3470                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3471                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3472                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3473                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3474                  * term TODO.
3475                  */
3476                 /* If excess == 0, no tree ops */
3477                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3478                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3479                 css_put(&mz->memcg->css);
3480                 loop++;
3481                 /*
3482                  * Could not reclaim anything and there are no more
3483                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3484                  * reclaiming anything.
3485                  */
3486                 if (!nr_reclaimed &&
3487                         (next_mz == NULL ||
3488                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3489                         break;
3490         } while (!nr_reclaimed);
3491         if (next_mz)
3492                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3493         return nr_reclaimed;
3494 }
3495
3496 /*
3497  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3498  *
3499  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3500  */
3501 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3502 {
3503         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3504
3505         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3506         lru_add_drain_all();
3507
3508         drain_all_stock(memcg);
3509
3510         /* try to free all pages in this cgroup */
3511         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3512                 int progress;
3513
3514                 if (signal_pending(current))
3515                         return -EINTR;
3516
3517                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3518                                                         GFP_KERNEL, true);
3519                 if (!progress) {
3520                         nr_retries--;
3521                         /* maybe some writeback is necessary */
3522                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3523                 }
3524
3525         }
3526
3527         return 0;
3528 }
3529
3530 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3531                                             char *buf, size_t nbytes,
3532                                             loff_t off)
3533 {
3534         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3535
3536         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3537                 return -EINVAL;
3538         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3539 }
3540
3541 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3542                                      struct cftype *cft)
3543 {
3544         return 1;
3545 }
3546
3547 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3548                                       struct cftype *cft, u64 val)
3549 {
3550         if (val == 1)
3551                 return 0;
3552
3553         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3554                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3555                      "depend on this functionality.\n");
3556
3557         return -EINVAL;
3558 }
3559
3560 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3561 {
3562         unsigned long val;
3563
3564         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3565                 mem_cgroup_flush_stats();
3566                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3567                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3568                 if (swap)
3569                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3570         } else {
3571                 if (!swap)
3572                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3573                 else
3574                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3575         }
3576         return val;
3577 }
3578
3579 enum {
3580         RES_USAGE,
3581         RES_LIMIT,
3582         RES_MAX_USAGE,
3583         RES_FAILCNT,
3584         RES_SOFT_LIMIT,
3585 };
3586
3587 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3588                                struct cftype *cft)
3589 {
3590         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3591         struct page_counter *counter;
3592
3593         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3594         case _MEM:
3595                 counter = &memcg->memory;
3596                 break;
3597         case _MEMSWAP:
3598                 counter = &memcg->memsw;
3599                 break;
3600         case _KMEM:
3601                 counter = &memcg->kmem;
3602                 break;
3603         case _TCP:
3604                 counter = &memcg->tcpmem;
3605                 break;
3606         default:
3607                 BUG();
3608         }
3609
3610         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3611         case RES_USAGE:
3612                 if (counter == &memcg->memory)
3613                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3614                 if (counter == &memcg->memsw)
3615                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3616                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3617         case RES_LIMIT:
3618                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3619         case RES_MAX_USAGE:
3620                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3621         case RES_FAILCNT:
3622                 return counter->failcnt;
3623         case RES_SOFT_LIMIT:
3624                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3625         default:
3626                 BUG();
3627         }
3628 }
3629
3630 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3631 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3632 {
3633         struct obj_cgroup *objcg;
3634         int memcg_id;
3635
3636         if (cgroup_memory_nokmem)
3637                 return 0;
3638
3639         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3640         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3641
3642         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3643         if (memcg_id < 0)
3644                 return memcg_id;
3645
3646         objcg = obj_cgroup_alloc();
3647         if (!objcg) {
3648                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3649                 return -ENOMEM;
3650         }
3651         objcg->memcg = memcg;
3652         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3653
3654         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3655
3656         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3657         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3658
3659         return 0;
3660 }
3661
3662 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3663 {
3664         struct cgroup_subsys_state *css;
3665         struct mem_cgroup *parent, *child;
3666         int kmemcg_id;
3667
3668         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3669                 return;
3670
3671         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3672
3673         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3674         if (!parent)
3675                 parent = root_mem_cgroup;
3676
3677         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3678
3679         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3680         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3681
3682         /*
3683          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3684          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3685          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3686          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3687          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3688          * memcg_drain_all_list_lrus().
3689          */
3690         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3691         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3692                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3693                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3694                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3695         }
3696         rcu_read_unlock();
3697
3698         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3699
3700         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3701 }
3702
3703 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3704 {
3705         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3706         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3707                 memcg_offline_kmem(memcg);
3708 }
3709 #else
3710 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3711 {
3712         return 0;
3713 }
3714 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3715 {
3716 }
3717 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3718 {
3719 }
3720 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3721
3722 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3723                                  unsigned long max)
3724 {
3725         int ret;
3726
3727         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3728         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3729         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3730         return ret;
3731 }
3732
3733 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3734 {
3735         int ret;
3736
3737         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3738
3739         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3740         if (ret)
3741                 goto out;
3742
3743         if (!memcg->tcpmem_active) {
3744                 /*
3745                  * The active flag needs to be written after the static_key
3746                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3747                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3748                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3749                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3750                  *
3751                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3752                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3753                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3754                  * yet, we'll lose accounting.
3755                  *
3756                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3757                  * because when this value change, the code to process it is not
3758                  * patched in yet.
3759                  */
3760                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3761                 memcg->tcpmem_active = true;
3762         }
3763 out:
3764         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3765         return ret;
3766 }
3767
3768 /*
3769  * The user of this function is...
3770  * RES_LIMIT.
3771  */
3772 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3773                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3774 {
3775         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3776         unsigned long nr_pages;
3777         int ret;
3778
3779         buf = strstrip(buf);
3780         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3781         if (ret)
3782                 return ret;
3783
3784         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3785         case RES_LIMIT:
3786                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3787                         ret = -EINVAL;
3788                         break;
3789                 }
3790                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3791                 case _MEM:
3792                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3793                         break;
3794                 case _MEMSWAP:
3795                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3796                         break;
3797                 case _KMEM:
3798                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3799                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3800                                      "depend on this functionality.\n");
3801                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3802                         break;
3803                 case _TCP:
3804                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3805                         break;
3806                 }
3807                 break;
3808         case RES_SOFT_LIMIT:
3809                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3810                 ret = 0;
3811                 break;
3812         }
3813         return ret ?: nbytes;
3814 }
3815
3816 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3817                                 size_t nbytes, loff_t off)
3818 {
3819         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3820         struct page_counter *counter;
3821
3822         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3823         case _MEM:
3824                 counter = &memcg->memory;
3825                 break;
3826         case _MEMSWAP:
3827                 counter = &memcg->memsw;
3828                 break;
3829         case _KMEM:
3830                 counter = &memcg->kmem;
3831                 break;
3832         case _TCP:
3833                 counter = &memcg->tcpmem;
3834                 break;
3835         default:
3836                 BUG();
3837         }
3838
3839         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3840         case RES_MAX_USAGE:
3841                 page_counter_reset_watermark(counter);
3842                 break;
3843         case RES_FAILCNT:
3844                 counter->failcnt = 0;
3845                 break;
3846         default:
3847                 BUG();
3848         }
3849
3850         return nbytes;
3851 }
3852
3853 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3854                                         struct cftype *cft)
3855 {
3856         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3857 }
3858
3859 #ifdef CONFIG_MMU
3860 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3861                                         struct cftype *cft, u64 val)
3862 {
3863         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3864
3865         if (val & ~MOVE_MASK)
3866                 return -EINVAL;
3867
3868         /*
3869          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3870          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3871          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3872          * affect task migrations starting after the change.
3873          */
3874         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3875         return 0;
3876 }
3877 #else
3878 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3879                                         struct cftype *cft, u64 val)
3880 {
3881         return -ENOSYS;
3882 }
3883 #endif
3884
3885 #ifdef CONFIG_NUMA
3886
3887 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3888 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3889 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3890
3891 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3892                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3893 {
3894         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3895         unsigned long nr = 0;
3896         enum lru_list lru;
3897
3898         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3899
3900         for_each_lru(lru) {
3901                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3902                         continue;
3903                 if (tree)
3904                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3905                 else
3906                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3907         }
3908         return nr;
3909 }
3910
3911 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3912                                              unsigned int lru_mask,
3913                                              bool tree)
3914 {
3915         unsigned long nr = 0;
3916         enum lru_list lru;
3917
3918         for_each_lru(lru) {
3919                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3920                         continue;
3921                 if (tree)
3922                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3923                 else
3924                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3925         }
3926         return nr;
3927 }
3928
3929 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3930 {
3931         struct numa_stat {
3932                 const char *name;
3933                 unsigned int lru_mask;
3934         };
3935
3936         static const struct numa_stat stats[] = {
3937                 { "total", LRU_ALL },
3938                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3939                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3940                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3941         };
3942         const struct numa_stat *stat;
3943         int nid;
3944         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3945
3946         mem_cgroup_flush_stats();
3947
3948         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3949                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3950                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3951                                                    false));
3952                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3953                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3954                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3955                                                         stat->lru_mask, false));
3956                 seq_putc(m, '\n');
3957         }
3958
3959         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3960
3961                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3962                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3963                                                    true));
3964                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3965                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3966                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3967                                                         stat->lru_mask, true));
3968                 seq_putc(m, '\n');
3969         }
3970
3971         return 0;
3972 }
3973 #endif /* CONFIG_NUMA */
3974
3975 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3976         NR_FILE_PAGES,
3977         NR_ANON_MAPPED,
3978 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3979         NR_ANON_THPS,
3980 #endif
3981         NR_SHMEM,
3982         NR_FILE_MAPPED,
3983         NR_FILE_DIRTY,
3984         NR_WRITEBACK,
3985         MEMCG_SWAP,
3986 };
3987
3988 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3989         "cache",
3990         "rss",
3991 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3992         "rss_huge",
3993 #endif
3994         "shmem",
3995         "mapped_file",
3996         "dirty",
3997         "writeback",
3998         "swap",
3999 };
4000
4001 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4002 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4003         PGPGIN,
4004         PGPGOUT,
4005         PGFAULT,
4006         PGMAJFAULT,
4007 };
4008
4009 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4010 {
4011         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4012         unsigned long memory, memsw;
4013         struct mem_cgroup *mi;
4014         unsigned int i;
4015
4016         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4017
4018         mem_cgroup_flush_stats();
4019
4020         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4021                 unsigned long nr;
4022
4023                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4024                         continue;
4025                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4026                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4027         }
4028
4029         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4030                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4031                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4032
4033         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4034                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4035                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4036                            PAGE_SIZE);
4037
4038         /* Hierarchical information */
4039         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4040         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4041                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4042                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4043         }
4044         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4045                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4046         if (do_memsw_account())
4047                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4048                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4049
4050         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4051                 unsigned long nr;
4052
4053                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4054                         continue;
4055                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4056                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4057                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4058         }
4059
4060         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4061                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4062                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4063                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4064
4065         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4066                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4067                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4068                            PAGE_SIZE);
4069
4070 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4071         {
4072                 pg_data_t *pgdat;
4073                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4074                 unsigned long anon_cost = 0;
4075                 unsigned long file_cost = 0;
4076
4077                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4078                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4079
4080                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4081                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4082                 }
4083                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4084                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4085         }
4086 #endif
4087
4088         return 0;
4089 }
4090
4091 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4092                                       struct cftype *cft)
4093 {
4094         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4095
4096         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4097 }
4098
4099 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4100                                        struct cftype *cft, u64 val)
4101 {
4102         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4103
4104         if (val > 200)
4105                 return -EINVAL;
4106
4107         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4108                 memcg->swappiness = val;
4109         else
4110                 vm_swappiness = val;
4111
4112         return 0;
4113 }
4114
4115 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4116 {
4117         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4118         unsigned long usage;
4119         int i;
4120
4121         rcu_read_lock();
4122         if (!swap)
4123                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4124         else
4125                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4126
4127         if (!t)
4128                 goto unlock;
4129
4130         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4131
4132         /*
4133          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4134          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4135          * call of __mem_cgroup_threshold().
4136          */
4137         i = t->current_threshold;
4138
4139         /*
4140          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4141          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4142          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4143          * only one element of the array here.
4144          */
4145         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4146                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4147
4148         /* i = current_threshold + 1 */
4149         i++;
4150
4151         /*
4152          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4153          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4154          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4155          * only one element of the array here.
4156          */
4157         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4158                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4159
4160         /* Update current_threshold */
4161         t->current_threshold = i - 1;
4162 unlock:
4163         rcu_read_unlock();
4164 }
4165
4166 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4167 {
4168         while (memcg) {
4169                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4170                 if (do_memsw_account())
4171                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4172
4173                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4174         }
4175 }
4176
4177 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4178 {
4179         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4180         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4181
4182         if (_a->threshold > _b->threshold)
4183                 return 1;
4184
4185         if (_a->threshold < _b->threshold)
4186                 return -1;
4187
4188         return 0;
4189 }
4190
4191 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4192 {
4193         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4194
4195         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4196
4197         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4198                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4199
4200         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4201         return 0;
4202 }
4203
4204 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4205 {
4206         struct mem_cgroup *iter;
4207
4208         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4209                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4210 }
4211
4212 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4213         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4214 {
4215         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4216         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4217         unsigned long threshold;
4218         unsigned long usage;
4219         int i, size, ret;
4220
4221         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4222         if (ret)
4223                 return ret;
4224
4225         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4226
4227         if (type == _MEM) {
4228                 thresholds = &memcg->thresholds;
4229                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4230         } else if (type == _MEMSWAP) {
4231                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4232                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4233         } else
4234                 BUG();
4235
4236         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4237         if (thresholds->primary)
4238                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4239
4240         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4241
4242         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4243         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4244         if (!new) {
4245                 ret = -ENOMEM;
4246                 goto unlock;
4247         }
4248         new->size = size;
4249
4250         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4251         if (thresholds->primary)
4252                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4253                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4254
4255         /* Add new threshold */
4256         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4257         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4258
4259         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4260         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4261                         compare_thresholds, NULL);
4262
4263         /* Find current threshold */
4264         new->current_threshold = -1;
4265         for (i = 0; i < size; i++) {
4266                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4267                         /*
4268                          * new->current_threshold will not be used until
4269                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4270                          * it here.
4271                          */
4272                         ++new->current_threshold;
4273                 } else
4274                         break;
4275         }
4276
4277         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4278         kfree(thresholds->spare);
4279         thresholds->spare = thresholds->primary;
4280
4281         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4282
4283         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4284         synchronize_rcu();
4285
4286 unlock:
4287         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4288
4289         return ret;
4290 }
4291
4292 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4293         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4294 {
4295         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4296 }
4297
4298 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4299         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4300 {
4301         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4302 }
4303
4304 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4305         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4306 {
4307         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4308         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4309         unsigned long usage;
4310         int i, j, size, entries;
4311
4312         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4313
4314         if (type == _MEM) {
4315                 thresholds = &memcg->thresholds;
4316                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4317         } else if (type == _MEMSWAP) {
4318                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4319                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4320         } else
4321                 BUG();
4322
4323         if (!thresholds->primary)
4324                 goto unlock;
4325
4326         /* Check if a threshold crossed before removing */
4327         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4328
4329         /* Calculate new number of threshold */
4330         size = entries = 0;
4331         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4332                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4333                         size++;
4334                 else
4335                         entries++;
4336         }
4337
4338         new = thresholds->spare;
4339
4340         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4341         if (!entries)
4342                 goto unlock;
4343
4344         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4345         if (!size) {
4346                 kfree(new);
4347                 new = NULL;
4348                 goto swap_buffers;
4349         }
4350
4351         new->size = size;
4352
4353         /* Copy thresholds and find current threshold */
4354         new->current_threshold = -1;
4355         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4356                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4357                         continue;
4358
4359                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4360                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4361                         /*
4362                          * new->current_threshold will not be used
4363                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4364                          * it here.
4365                          */
4366                         ++new->current_threshold;
4367                 }
4368                 j++;
4369         }
4370
4371 swap_buffers:
4372         /* Swap primary and spare array */
4373         thresholds->spare = thresholds->primary;
4374
4375         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4376
4377         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4378         synchronize_rcu();
4379
4380         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4381         if (!new) {
4382                 kfree(thresholds->spare);
4383                 thresholds->spare = NULL;
4384         }
4385 unlock:
4386         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4387 }
4388
4389 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4390         struct eventfd_ctx *eventfd)
4391 {
4392         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4393 }
4394
4395 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4396         struct eventfd_ctx *eventfd)
4397 {
4398         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4399 }
4400
4401 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4402         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4403 {
4404         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4405
4406         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4407         if (!event)
4408                 return -ENOMEM;
4409
4410         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4411
4412         event->eventfd = eventfd;
4413         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4414
4415         /* already in OOM ? */
4416         if (memcg->under_oom)
4417                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4418         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4419
4420         return 0;
4421 }
4422
4423 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4424         struct eventfd_ctx *eventfd)
4425 {
4426         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4427
4428         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4429
4430         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4431                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4432                         list_del(&ev->list);
4433                         kfree(ev);
4434                 }
4435         }
4436
4437         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4438 }
4439
4440 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4441 {
4442         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4443
4444         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4445         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4446         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4447                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4448         return 0;
4449 }
4450
4451 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4452         struct cftype *cft, u64 val)
4453 {
4454         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4455
4456         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4457         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4458                 return -EINVAL;
4459
4460         memcg->oom_kill_disable = val;
4461         if (!val)
4462                 memcg_oom_recover(memcg);
4463
4464         return 0;
4465 }
4466
4467 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4468
4469 #include <trace/events/writeback.h>
4470
4471 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4472 {
4473         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4474 }
4475
4476 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4477 {
4478         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4479 }
4480
4481 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4482 {
4483         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4484 }
4485
4486 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4487 {
4488         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4489
4490         if (!memcg->css.parent)
4491                 return NULL;
4492
4493         return &memcg->cgwb_domain;
4494 }
4495
4496 /**
4497  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4498  * @wb: bdi_writeback in question
4499  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4500  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4501  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4502  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4503  *
4504  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4505  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4506  * is a bit more involved.
4507  *
4508  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4509  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4510  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4511  * available memory in the system.  The caller should further cap
4512  * *@pheadroom accordingly.
4513  */
4514 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4515                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4516                          unsigned long *pwriteback)
4517 {
4518         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4519         struct mem_cgroup *parent;
4520
4521         mem_cgroup_flush_stats();
4522
4523         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4524         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4525         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4526                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4527
4528         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4529         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4530                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4531                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4532                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4533
4534                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4535                 memcg = parent;
4536         }
4537 }
4538
4539 /*
4540  * Foreign dirty flushing
4541  *
4542  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4543  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4544  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4545  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4546  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4547  * different cgroups isn't a common use-case.
4548  *
4549  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4550  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4551  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4552  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4553  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4554  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4555  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4556  * make writeback of the dirty pages happen.
4557  *
4558  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4559  * severely throttled after making some progress after each
4560  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4561  * completely idle.
4562  *
4563  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4564  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4565  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4566  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4567  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4568  *
4569  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4570  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4571  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4572  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4573  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4574  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4575  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4576  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4577  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4578  *
4579  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4580  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4581  * records are lockless and racy.
4582  */
4583 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4584                                              struct bdi_writeback *wb)
4585 {
4586         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4587         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4588         u64 now = get_jiffies_64();
4589         u64 oldest_at = now;
4590         int oldest = -1;
4591         int i;
4592
4593         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4594
4595         /*
4596          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4597          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4598          * written out.
4599          */
4600         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4601                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4602                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4603                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4604                         break;
4605                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4606                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4607                         oldest = i;
4608                         oldest_at = frn->at;
4609                 }
4610         }
4611
4612         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4613                 /*
4614                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4615                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4616                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4617                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4618                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4619                  */
4620                 unsigned long update_intv =
4621                         min_t(unsigned long, HZ,
4622                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4623
4624                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4625                         frn->at = now;
4626         } else if (oldest >= 0) {
4627                 /* replace the oldest free one */
4628                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4629                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4630                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4631                 frn->at = now;
4632         }
4633 }
4634
4635 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4636 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4637 {
4638         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4639         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4640         u64 now = jiffies_64;
4641         int i;
4642
4643         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4644                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4645
4646                 /*
4647                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4648                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4649                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4650                  * already one in flight.
4651                  */
4652                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4653                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4654                         frn->at = 0;
4655                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4656                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4657                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4658                                                &frn->done);
4659                 }
4660         }
4661 }
4662
4663 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4664
4665 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4666 {
4667         return 0;
4668 }
4669
4670 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4671 {
4672 }
4673
4674 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4675 {
4676 }
4677
4678 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4679
4680 /*
4681  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4682  *
4683  * "cgroup.event_control" implementation.
4684  *
4685  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4686  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4687  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4688  *
4689  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4690  * possible.
4691  */
4692
4693 /*
4694  * Unregister event and free resources.
4695  *
4696  * Gets called from workqueue.
4697  */
4698 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4699 {
4700         struct mem_cgroup_event *event =
4701                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4702         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4703
4704         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4705
4706         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4707
4708         /* Notify userspace the event is going away. */
4709         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4710
4711         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4712         kfree(event);
4713         css_put(&memcg->css);
4714 }
4715
4716 /*
4717  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4718  *
4719  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4720  */
4721 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4722                             int sync, void *key)
4723 {
4724         struct mem_cgroup_event *event =
4725                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4726         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4727         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4728
4729         if (flags & EPOLLHUP) {
4730                 /*
4731                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4732                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4733                  * for us.
4734                  *
4735                  * We can't race against event freeing since the other
4736                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4737                  * which we hold.
4738                  */
4739                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4740                 if (!list_empty(&event->list)) {
4741                         list_del_init(&event->list);
4742                         /*
4743                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4744                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4745                          */
4746                         schedule_work(&event->remove);
4747                 }
4748                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4749         }
4750
4751         return 0;
4752 }
4753
4754 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4755                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4756 {
4757         struct mem_cgroup_event *event =
4758                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4759
4760         event->wqh = wqh;
4761         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4762 }
4763
4764 /*
4765  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4766  *
4767  * Parse input and register new cgroup event handler.
4768  *
4769  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4770  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4771  */
4772 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4773                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4774 {
4775         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4776         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4777         struct mem_cgroup_event *event;
4778         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4779         unsigned int efd, cfd;
4780         struct fd efile;
4781         struct fd cfile;
4782         const char *name;
4783         char *endp;
4784         int ret;
4785
4786         buf = strstrip(buf);
4787
4788         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4789         if (*endp != ' ')
4790                 return -EINVAL;
4791         buf = endp + 1;
4792
4793         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4794         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4795                 return -EINVAL;
4796         buf = endp + 1;
4797
4798         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4799         if (!event)
4800                 return -ENOMEM;
4801
4802         event->memcg = memcg;
4803         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4804         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4805         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4806         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4807
4808         efile = fdget(efd);
4809         if (!efile.file) {
4810                 ret = -EBADF;
4811                 goto out_kfree;
4812         }
4813
4814         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4815         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4816                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4817                 goto out_put_efile;
4818         }
4819
4820         cfile = fdget(cfd);
4821         if (!cfile.file) {
4822                 ret = -EBADF;
4823                 goto out_put_eventfd;
4824         }
4825
4826         /* the process need read permission on control file */
4827         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4828         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4829         if (ret < 0)
4830                 goto out_put_cfile;
4831
4832         /*
4833          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4834          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4835          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4836          * is for compatibility anyway.
4837          *
4838          * DO NOT ADD NEW FILES.
4839          */
4840         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4841
4842         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4843                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4844                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4845         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4846                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4847                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4848         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4849                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4850                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4851         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4852                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4853                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4854         } else {
4855                 ret = -EINVAL;
4856                 goto out_put_cfile;
4857         }
4858
4859         /*
4860          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4861          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4862          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4863          */
4864         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4865                                                &memory_cgrp_subsys);
4866         ret = -EINVAL;
4867         if (IS_ERR(cfile_css))
4868                 goto out_put_cfile;
4869         if (cfile_css != css) {
4870                 css_put(cfile_css);
4871                 goto out_put_cfile;
4872         }
4873
4874         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4875         if (ret)
4876                 goto out_put_css;
4877
4878         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4879
4880         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4881         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4882         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4883
4884         fdput(cfile);
4885         fdput(efile);
4886
4887         return nbytes;
4888
4889 out_put_css:
4890         css_put(css);
4891 out_put_cfile:
4892         fdput(cfile);
4893 out_put_eventfd:
4894         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4895 out_put_efile:
4896         fdput(efile);
4897 out_kfree:
4898         kfree(event);
4899
4900         return ret;
4901 }
4902
4903 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4904         {
4905                 .name = "usage_in_bytes",
4906                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4907                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4908         },
4909         {
4910                 .name = "max_usage_in_bytes",
4911                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4912                 .write = mem_cgroup_reset,
4913                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4914         },
4915         {
4916                 .name = "limit_in_bytes",
4917                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4918                 .write = mem_cgroup_write,
4919                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4920         },
4921         {
4922                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4923                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4924                 .write = mem_cgroup_write,
4925                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4926         },
4927         {
4928                 .name = "failcnt",
4929                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4930                 .write = mem_cgroup_reset,
4931                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4932         },
4933         {
4934                 .name = "stat",
4935                 .seq_show = memcg_stat_show,
4936         },
4937         {
4938                 .name = "force_empty",
4939                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4940         },
4941         {
4942                 .name = "use_hierarchy",
4943                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4944                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4945         },
4946         {
4947                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4948                 .write = memcg_write_event_control,
4949                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4950         },
4951         {
4952                 .name = "swappiness",
4953                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4954                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4955         },
4956         {
4957                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4958                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4959                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4960         },
4961         {
4962                 .name = "oom_control",
4963                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4964                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4965                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4966         },
4967         {
4968                 .name = "pressure_level",
4969         },
4970 #ifdef CONFIG_NUMA
4971         {
4972                 .name = "numa_stat",
4973                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4974         },
4975 #endif
4976         {
4977                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4978                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4979                 .write = mem_cgroup_write,
4980                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4981         },
4982         {
4983                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4985                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4986         },
4987         {
4988                 .name = "kmem.failcnt",
4989                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4990                 .write = mem_cgroup_reset,
4991                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4992         },
4993         {
4994                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4995                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4996                 .write = mem_cgroup_reset,
4997                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4998         },
4999 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5000         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5001         {
5002                 .name = "kmem.slabinfo",
5003                 .seq_show = memcg_slab_show,
5004         },
5005 #endif
5006         {
5007                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5008                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5009                 .write = mem_cgroup_write,
5010                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5011         },
5012         {
5013                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5015                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5016         },
5017         {
5018                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5019                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5020                 .write = mem_cgroup_reset,
5021                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5022         },
5023         {
5024                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5025                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5026                 .write = mem_cgroup_reset,
5027                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5028         },
5029         { },    /* terminate */
5030 };
5031
5032 /*
5033  * Private memory cgroup IDR
5034  *
5035  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5036  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5037  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5038  * memory-controlled cgroups to 64k.
5039  *
5040  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5041  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5042  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5043  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5044  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5045  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5046  *
5047  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5048  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5049  * when the CSS is offlined.
5050  *
5051  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5052  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5053  * those references are manageable from userspace.
5054  */
5055
5056 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5057
5058 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5059 {
5060         if (memcg->id.id > 0) {
5061                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5062                 memcg->id.id = 0;
5063         }
5064 }
5065
5066 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5067                                                   unsigned int n)
5068 {
5069         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5070 }
5071
5072 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5073 {
5074         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5075                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5076
5077                 /* Memcg ID pins CSS */
5078                 css_put(&memcg->css);
5079         }
5080 }
5081
5082 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5083 {
5084         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5085 }
5086
5087 /**
5088  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5089  * @id: the memcg id to look up
5090  *
5091  * Caller must hold rcu_read_lock().
5092  */
5093 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5094 {
5095         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5096         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5097 }
5098
5099 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5100 {
5101         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5102         int tmp = node;
5103         /*
5104          * This routine is called against possible nodes.
5105          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5106          *
5107          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5108          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5109          *       function.
5110          */
5111         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5112                 tmp = -1;
5113         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5114         if (!pn)
5115                 return 1;
5116
5117         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5118                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5119         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5120                 kfree(pn);
5121                 return 1;
5122         }
5123
5124         lruvec_init(&pn->lruvec);
5125         pn->usage_in_excess = 0;
5126         pn->on_tree = false;
5127         pn->memcg = memcg;
5128
5129         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5130         return 0;
5131 }
5132
5133 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5134 {
5135         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5136
5137         if (!pn)
5138                 return;
5139
5140         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5141         kfree(pn);
5142 }
5143
5144 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5145 {
5146         int node;
5147
5148         for_each_node(node)
5149                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5150         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5151         kfree(memcg);
5152 }
5153
5154 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5155 {
5156         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5157         __mem_cgroup_free(memcg);
5158 }
5159
5160 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5161 {
5162         struct mem_cgroup *memcg;
5163         unsigned int size;
5164         int node;
5165         int __maybe_unused i;
5166         long error = -ENOMEM;
5167
5168         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5169         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5170
5171         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5172         if (!memcg)
5173                 return ERR_PTR(error);
5174
5175         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5176                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5177                                  GFP_KERNEL);
5178         if (memcg->id.id < 0) {
5179                 error = memcg->id.id;
5180                 goto fail;
5181         }
5182
5183         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5184                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5185         if (!memcg->vmstats_percpu)
5186                 goto fail;
5187
5188         for_each_node(node)
5189                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5190                         goto fail;
5191
5192         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5193                 goto fail;
5194
5195         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5196         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5197         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5198         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5199         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5200         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5201         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5202         memcg->socket_pressure = jiffies;
5203 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5204         memcg->kmemcg_id = -1;
5205         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5206 #endif
5207 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5208         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5209         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5210                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5211                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5212 #endif
5213 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5214         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5215         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5216         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5217 #endif
5218         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5219         return memcg;
5220 fail:
5221         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5222         __mem_cgroup_free(memcg);
5223         return ERR_PTR(error);
5224 }
5225
5226 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5227 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5228 {
5229         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5230         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5231         long error = -ENOMEM;
5232
5233         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5234         memcg = mem_cgroup_alloc();
5235         set_active_memcg(old_memcg);
5236         if (IS_ERR(memcg))
5237                 return ERR_CAST(memcg);
5238
5239         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5240         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5241         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5242         if (parent) {
5243                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5244                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5245
5246                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5247                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5248                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5249                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5250         } else {
5251                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5252                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5253                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5254                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5255
5256                 root_mem_cgroup = memcg;
5257                 return &memcg->css;
5258         }
5259
5260         /* The following stuff does not apply to the root */
5261         error = memcg_online_kmem(memcg);
5262         if (error)
5263                 goto fail;
5264
5265         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5266                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5267
5268         return &memcg->css;
5269 fail:
5270         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5271         mem_cgroup_free(memcg);
5272         return ERR_PTR(error);
5273 }
5274
5275 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5276 {
5277         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5278
5279         /*
5280          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5281          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5282          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5283          */
5284         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5285                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5286                 return -ENOMEM;
5287         }
5288
5289         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5290         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5291         css_get(css);
5292
5293         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5294                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5295                                    2UL*HZ);
5296         return 0;
5297 }
5298
5299 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5300 {
5301         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5302         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5303
5304         /*
5305          * Unregister events and notify userspace.
5306          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5307          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5308          */
5309         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5310         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5311                 list_del_init(&event->list);
5312                 schedule_work(&event->remove);
5313         }
5314         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5315
5316         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5317         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5318
5319         memcg_offline_kmem(memcg);
5320         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5321         wb_memcg_offline(memcg);
5322
5323         drain_all_stock(memcg);
5324
5325         mem_cgroup_id_put(memcg);
5326 }
5327
5328 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5329 {
5330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5331
5332         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5333 }
5334
5335 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5336 {
5337         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5338         int __maybe_unused i;
5339
5340 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5341         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5342                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5343 #endif
5344         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5345                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5346
5347         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5348                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5349
5350         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5351         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5352         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5353         free_shrinker_info(memcg);
5354         memcg_free_kmem(memcg);
5355         mem_cgroup_free(memcg);
5356 }
5357
5358 /**
5359  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5360  * @css: the target css
5361  *
5362  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5363  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5364  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5365  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5366  * made visible again.
5367  *
5368  * The current implementation only resets the essential configurations.
5369  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5370  */
5371 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5372 {
5373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5374
5375         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5376         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5377         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5378         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5379         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5380         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5381         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5382         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5383         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5384         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5385 }
5386
5387 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5388 {
5389         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5390         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5391         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5392         long delta, v;
5393         int i, nid;
5394
5395         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5396
5397         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5398                 /*
5399                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5400                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5401                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5402                  */
5403                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5404                 if (delta)
5405                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5406
5407                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5408                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5409                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5410                         delta += v - statc->state_prev[i];
5411                         statc->state_prev[i] = v;
5412                 }
5413
5414                 if (!delta)
5415                         continue;
5416
5417                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5418                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5419                 if (parent)
5420                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5421         }
5422
5423         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5424                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5425                 if (delta)
5426                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5427
5428                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5429                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5430                         delta += v - statc->events_prev[i];
5431                         statc->events_prev[i] = v;
5432                 }
5433
5434                 if (!delta)
5435                         continue;
5436
5437                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5438                 if (parent)
5439                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5440         }
5441
5442         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5443                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5444                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5445                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5446
5447                 if (parent)
5448                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5449
5450                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5451
5452                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5453                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5454                         if (delta)
5455                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5456
5457                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5458                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5459                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5460                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5461                         }
5462
5463                         if (!delta)
5464                                 continue;
5465
5466                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5467                         if (ppn)
5468                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5469                 }
5470         }
5471 }
5472
5473 #ifdef CONFIG_MMU
5474 /* Handlers for move charge at task migration. */
5475 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5476 {
5477         int ret;
5478
5479         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5480         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5481         if (!ret) {
5482                 mc.precharge += count;
5483                 return ret;
5484         }
5485
5486         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5487         while (count--) {
5488                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5489                 if (ret)
5490                         return ret;
5491                 mc.precharge++;
5492                 cond_resched();
5493         }
5494         return 0;
5495 }
5496
5497 union mc_target {
5498         struct page     *page;
5499         swp_entry_t     ent;
5500 };
5501
5502 enum mc_target_type {
5503         MC_TARGET_NONE = 0,
5504         MC_TARGET_PAGE,
5505         MC_TARGET_SWAP,
5506         MC_TARGET_DEVICE,
5507 };
5508
5509 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5510                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5511 {
5512         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5513
5514         if (!page || !page_mapped(page))
5515                 return NULL;
5516         if (PageAnon(page)) {
5517                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5518                         return NULL;
5519         } else {
5520                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5521                         return NULL;
5522         }
5523         if (!get_page_unless_zero(page))
5524                 return NULL;
5525
5526         return page;
5527 }
5528
5529 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5530 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5531                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5532 {
5533         struct page *page = NULL;
5534         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5535
5536         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5537                 return NULL;
5538
5539         /*
5540          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5541          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5542          * as special swap entry in the CPU page table.
5543          */
5544         if (is_device_private_entry(ent)) {
5545                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5546                 /*
5547                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5548                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5549                  */
5550                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5551                         return NULL;
5552                 return page;
5553         }
5554
5555         if (non_swap_entry(ent))
5556                 return NULL;
5557
5558         /*
5559          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5560          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5561          */
5562         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5563         entry->val = ent.val;
5564
5565         return page;
5566 }
5567 #else
5568 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5569                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5570 {
5571         return NULL;
5572 }
5573 #endif
5574
5575 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5576                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5577 {
5578         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5579                 return NULL;
5580         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5581                 return NULL;
5582
5583         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5584         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5585         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5586                         linear_page_index(vma, addr));
5587 }
5588
5589 /**
5590  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5591  * @page: the page
5592  * @compound: charge the page as compound or small page
5593  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5594  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5595  *
5596  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5597  *
5598  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5599  * from old cgroup.
5600  */
5601 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5602                                    bool compound,
5603                                    struct mem_cgroup *from,
5604                                    struct mem_cgroup *to)
5605 {
5606         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5607         struct pglist_data *pgdat;
5608         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5609         int ret;
5610
5611         VM_BUG_ON(from == to);
5612         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5613         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5614
5615         /*
5616          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5617          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5618          */
5619         ret = -EBUSY;
5620         if (!trylock_page(page))
5621                 goto out;
5622
5623         ret = -EINVAL;
5624         if (page_memcg(page) != from)
5625                 goto out_unlock;
5626
5627         pgdat = page_pgdat(page);
5628         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5629         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5630
5631         lock_page_memcg(page);
5632
5633         if (PageAnon(page)) {
5634                 if (page_mapped(page)) {
5635                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5636                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5637                         if (PageTransHuge(page)) {
5638                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5639                                                    -nr_pages);
5640                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5641                                                    nr_pages);
5642                         }
5643                 }
5644         } else {
5645                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5646                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5647
5648                 if (PageSwapBacked(page)) {
5649                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5650                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5651                 }
5652
5653                 if (page_mapped(page)) {
5654                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5655                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5656                 }
5657
5658                 if (PageDirty(page)) {
5659                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5660
5661                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5662                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5663                                                    -nr_pages);
5664                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5665                                                    nr_pages);
5666                         }
5667                 }
5668         }
5669
5670         if (PageWriteback(page)) {
5671                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5672                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5673         }
5674
5675         /*
5676          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5677          *
5678          * It is safe to change page's memcg here because the page
5679          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5680          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5681          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5682          *
5683          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5684          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5685          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5686          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5687          */
5688         smp_mb();
5689
5690         css_get(&to->css);
5691         css_put(&from->css);
5692
5693         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5694
5695         __unlock_page_memcg(from);
5696
5697         ret = 0;
5698
5699         local_irq_disable();
5700         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5701         memcg_check_events(to, page);
5702         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5703         memcg_check_events(from, page);
5704         local_irq_enable();
5705 out_unlock:
5706         unlock_page(page);
5707 out:
5708         return ret;
5709 }
5710
5711 /**
5712  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5713  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5714  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5715  * @ptent: the pte to be checked
5716  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5717  *
5718  * Returns
5719  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5720  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5721  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5722  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5723  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5724  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5725  *     in target->ent.
5726  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5727  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5728  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5729  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5730  *     regular page.
5731  *
5732  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5733  *
5734  * Called with pte lock held.
5735  */
5736
5737 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5738                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5739 {
5740         struct page *page = NULL;
5741         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5742         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5743
5744         if (pte_present(ptent))
5745                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5746         else if (is_swap_pte(ptent))
5747                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5748         else if (pte_none(ptent))
5749                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5750
5751         if (!page && !ent.val)
5752                 return ret;
5753         if (page) {
5754                 /*
5755                  * Do only loose check w/o serialization.
5756                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5757                  * not under LRU exclusion.
5758                  */
5759                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5760                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5761                         if (is_device_private_page(page))
5762                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5763                         if (target)
5764                                 target->page = page;
5765                 }
5766                 if (!ret || !target)
5767                         put_page(page);
5768         }
5769         /*
5770          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5771          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5772          */
5773         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5774             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5775                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5776                 if (target)
5777                         target->ent = ent;
5778         }
5779         return ret;
5780 }
5781
5782 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5783 /*
5784  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5785  * not support them for now.
5786  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5787  */
5788 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5789                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5790 {
5791         struct page *page = NULL;
5792         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5793
5794         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5795                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5796                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5797                 return ret;
5798         }
5799         page = pmd_page(pmd);
5800         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5801         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5802                 return ret;
5803         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5804                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5805                 if (target) {
5806                         get_page(page);
5807                         target->page = page;
5808                 }
5809         }
5810         return ret;
5811 }
5812 #else
5813 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5814                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5815 {
5816         return MC_TARGET_NONE;
5817 }
5818 #endif
5819
5820 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5821                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5822                                         struct mm_walk *walk)
5823 {
5824         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5825         pte_t *pte;
5826         spinlock_t *ptl;
5827
5828         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5829         if (ptl) {
5830                 /*
5831                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5832                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5833                  * this might change.
5834                  */
5835                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5836                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5837                 spin_unlock(ptl);
5838                 return 0;
5839         }
5840
5841         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5842                 return 0;
5843         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5844         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5845                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5846                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5847         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5848         cond_resched();
5849
5850         return 0;
5851 }
5852
5853 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5854         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5855 };
5856
5857 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5858 {
5859         unsigned long precharge;
5860
5861         mmap_read_lock(mm);
5862         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5863         mmap_read_unlock(mm);
5864
5865         precharge = mc.precharge;
5866         mc.precharge = 0;
5867
5868         return precharge;
5869 }
5870
5871 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5872 {
5873         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5874
5875         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5876         mc.moving_task = current;
5877         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5878 }
5879
5880 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5881 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5882 {
5883         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5884         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5885
5886         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5887         if (mc.precharge) {
5888                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5889                 mc.precharge = 0;
5890         }
5891         /*
5892          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5893          * we must uncharge here.
5894          */
5895         if (mc.moved_charge) {
5896                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5897                 mc.moved_charge = 0;
5898         }
5899         /* we must fixup refcnts and charges */
5900         if (mc.moved_swap) {
5901                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5902                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5903                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5904
5905                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5906
5907                 /*
5908                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5909                  * should uncharge to->memory.
5910                  */
5911                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5912                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5913
5914                 mc.moved_swap = 0;
5915         }
5916         memcg_oom_recover(from);
5917         memcg_oom_recover(to);
5918         wake_up_all(&mc.waitq);
5919 }
5920
5921 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5922 {
5923         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5924
5925         /*
5926          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5927          * task migration.
5928          */
5929         mc.moving_task = NULL;
5930         __mem_cgroup_clear_mc();
5931         spin_lock(&mc.lock);
5932         mc.from = NULL;
5933         mc.to = NULL;
5934         mc.mm = NULL;
5935         spin_unlock(&mc.lock);
5936
5937         mmput(mm);
5938 }
5939
5940 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5941 {
5942         struct cgroup_subsys_state *css;
5943         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5944         struct mem_cgroup *from;
5945         struct task_struct *leader, *p;
5946         struct mm_struct *mm;
5947         unsigned long move_flags;
5948         int ret = 0;
5949
5950         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5951         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5952                 return 0;
5953
5954         /*
5955          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5956          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5957          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5958          * multiple.
5959          */
5960         p = NULL;
5961         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5962                 WARN_ON_ONCE(p);
5963                 p = leader;
5964                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5965         }
5966         if (!p)
5967                 return 0;
5968
5969         /*
5970          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5971          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5972          * So we need to save it, and keep it going.
5973          */
5974         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5975         if (!move_flags)
5976                 return 0;
5977
5978         from = mem_cgroup_from_task(p);
5979
5980         VM_BUG_ON(from == memcg);
5981
5982         mm = get_task_mm(p);
5983         if (!mm)
5984                 return 0;
5985         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5986         if (mm->owner == p) {
5987                 VM_BUG_ON(mc.from);
5988                 VM_BUG_ON(mc.to);
5989                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5990                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5991                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5992
5993                 spin_lock(&mc.lock);
5994                 mc.mm = mm;
5995                 mc.from = from;
5996                 mc.to = memcg;
5997                 mc.flags = move_flags;
5998                 spin_unlock(&mc.lock);
5999                 /* We set mc.moving_task later */
6000
6001                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6002                 if (ret)
6003                         mem_cgroup_clear_mc();
6004         } else {
6005                 mmput(mm);
6006         }
6007         return ret;
6008 }
6009
6010 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6011 {
6012         if (mc.to)
6013                 mem_cgroup_clear_mc();
6014 }
6015
6016 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6017                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6018                                 struct mm_walk *walk)
6019 {
6020         int ret = 0;
6021         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6022         pte_t *pte;
6023         spinlock_t *ptl;
6024         enum mc_target_type target_type;
6025         union mc_target target;
6026         struct page *page;
6027
6028         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6029         if (ptl) {
6030                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6031                         spin_unlock(ptl);
6032                         return 0;
6033                 }
6034                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6035                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6036                         page = target.page;
6037                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6038                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6039                                                              mc.from, mc.to)) {
6040                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6041                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6042                                 }
6043                                 putback_lru_page(page);
6044                         }
6045                         put_page(page);
6046                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6047                         page = target.page;
6048                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6049                                                      mc.from, mc.to)) {
6050                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6051                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6052                         }
6053                         put_page(page);
6054                 }
6055                 spin_unlock(ptl);
6056                 return 0;
6057         }
6058
6059         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6060                 return 0;
6061 retry:
6062         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6063         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6064                 pte_t ptent = *(pte++);
6065                 bool device = false;
6066                 swp_entry_t ent;
6067
6068                 if (!mc.precharge)
6069                         break;
6070
6071                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6072                 case MC_TARGET_DEVICE:
6073                         device = true;
6074                         fallthrough;
6075                 case MC_TARGET_PAGE:
6076                         page = target.page;
6077                         /*
6078                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6079                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6080                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6081                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6082                          */
6083                         if (PageTransCompound(page))
6084                                 goto put;
6085                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6086                                 goto put;
6087                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6088                                                 mc.from, mc.to)) {
6089                                 mc.precharge--;
6090                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6091                                 mc.moved_charge++;
6092                         }
6093                         if (!device)
6094                                 putback_lru_page(page);
6095 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6096                         put_page(page);
6097                         break;
6098                 case MC_TARGET_SWAP:
6099                         ent = target.ent;
6100                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6101                                 mc.precharge--;
6102                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6103                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6104                                 mc.moved_swap++;
6105                         }
6106                         break;
6107                 default:
6108                         break;
6109                 }
6110         }
6111         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6112         cond_resched();
6113
6114         if (addr != end) {
6115                 /*
6116                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6117                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6118                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6119                  * phase.
6120                  */
6121                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6122                 if (!ret)
6123                         goto retry;
6124         }
6125
6126         return ret;
6127 }
6128
6129 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6130         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6131 };
6132
6133 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6134 {
6135         lru_add_drain_all();
6136         /*
6137          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6138          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6139          * for already started RCU-only updates to finish.
6140          */
6141         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6142         synchronize_rcu();
6143 retry:
6144         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6145                 /*
6146                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6147                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6148                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6149                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6150                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6151                  */
6152                 __mem_cgroup_clear_mc();
6153                 cond_resched();
6154                 goto retry;
6155         }
6156         /*
6157          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6158          * additional charge, the page walk just aborts.
6159          */
6160         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6161                         NULL);
6162
6163         mmap_read_unlock(mc.mm);
6164         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6165 }
6166
6167 static void mem_cgroup_move_task(void)
6168 {
6169         if (mc.to) {
6170                 mem_cgroup_move_charge();
6171                 mem_cgroup_clear_mc();
6172         }
6173 }
6174 #else   /* !CONFIG_MMU */
6175 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6176 {
6177         return 0;
6178 }
6179 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6180 {
6181 }
6182 static void mem_cgroup_move_task(void)
6183 {
6184 }
6185 #endif
6186
6187 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6188 {
6189         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6190                 seq_puts(m, "max\n");
6191         else
6192                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6193
6194         return 0;
6195 }
6196
6197 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6198                                struct cftype *cft)
6199 {
6200         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6201
6202         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6203 }
6204
6205 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6206 {
6207         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6208                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6209 }
6210
6211 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6212                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6213 {
6214         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6215         unsigned long min;
6216         int err;
6217
6218         buf = strstrip(buf);
6219         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6220         if (err)
6221                 return err;
6222
6223         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6224
6225         return nbytes;
6226 }
6227
6228 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6229 {
6230         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6231                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6232 }
6233
6234 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6235                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6236 {
6237         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6238         unsigned long low;
6239         int err;
6240
6241         buf = strstrip(buf);
6242         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6243         if (err)
6244                 return err;
6245
6246         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6247
6248         return nbytes;
6249 }
6250
6251 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6252 {
6253         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6254                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6255 }
6256
6257 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6258                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6259 {
6260         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6261         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6262         bool drained = false;
6263         unsigned long high;
6264         int err;
6265
6266         buf = strstrip(buf);
6267         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6268         if (err)
6269                 return err;
6270
6271         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6272
6273         for (;;) {
6274                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6275                 unsigned long reclaimed;
6276
6277                 if (nr_pages <= high)
6278                         break;
6279
6280                 if (signal_pending(current))
6281                         break;
6282
6283                 if (!drained) {
6284                         drain_all_stock(memcg);
6285                         drained = true;
6286                         continue;
6287                 }
6288
6289                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6290                                                          GFP_KERNEL, true);
6291
6292                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6293                         break;
6294         }
6295
6296         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6297         return nbytes;
6298 }
6299
6300 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6301 {
6302         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6303                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6304 }
6305
6306 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6307                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6308 {
6309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6310         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6311         bool drained = false;
6312         unsigned long max;
6313         int err;
6314
6315         buf = strstrip(buf);
6316         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6317         if (err)
6318                 return err;
6319
6320         xchg(&memcg->memory.max, max);
6321
6322         for (;;) {
6323                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6324
6325                 if (nr_pages <= max)
6326                         break;
6327
6328                 if (signal_pending(current))
6329                         break;
6330
6331                 if (!drained) {
6332                         drain_all_stock(memcg);
6333                         drained = true;
6334                         continue;
6335                 }
6336
6337                 if (nr_reclaims) {
6338                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6339                                                           GFP_KERNEL, true))
6340                                 nr_reclaims--;
6341                         continue;
6342                 }
6343
6344                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6345                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6346                         break;
6347         }
6348
6349         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6350         return nbytes;
6351 }
6352
6353 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6354 {
6355         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6356         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6357         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6358         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6359         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6360                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6361 }
6362
6363 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6364 {
6365         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6366
6367         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6368         return 0;
6369 }
6370
6371 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6372 {
6373         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6374
6375         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6376         return 0;
6377 }
6378
6379 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6380 {
6381         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6382         char *buf;
6383
6384         buf = memory_stat_format(memcg);
6385         if (!buf)
6386                 return -ENOMEM;
6387         seq_puts(m, buf);
6388         kfree(buf);
6389         return 0;
6390 }
6391
6392 #ifdef CONFIG_NUMA
6393 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6394                                                      int item)
6395 {
6396         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6397 }
6398
6399 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6400 {
6401         int i;
6402         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6403
6404         mem_cgroup_flush_stats();
6405
6406         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6407                 int nid;
6408
6409                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6410                         continue;
6411
6412                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6413                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6414                         u64 size;
6415                         struct lruvec *lruvec;
6416
6417                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6418                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6419                                                         memory_stats[i].idx);
6420                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6421                 }
6422                 seq_putc(m, '\n');
6423         }
6424
6425         return 0;
6426 }
6427 #endif
6428
6429 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6430 {
6431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6432
6433         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6434
6435         return 0;
6436 }
6437
6438 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6439                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6440 {
6441         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6442         int ret, oom_group;
6443
6444         buf = strstrip(buf);
6445         if (!buf)
6446                 return -EINVAL;
6447
6448         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6449         if (ret)
6450                 return ret;
6451
6452         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6453                 return -EINVAL;
6454
6455         memcg->oom_group = oom_group;
6456
6457         return nbytes;
6458 }
6459
6460 static struct cftype memory_files[] = {
6461         {
6462                 .name = "current",
6463                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6464                 .read_u64 = memory_current_read,
6465         },
6466         {
6467                 .name = "min",
6468                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6469                 .seq_show = memory_min_show,
6470                 .write = memory_min_write,
6471         },
6472         {
6473                 .name = "low",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6475                 .seq_show = memory_low_show,
6476                 .write = memory_low_write,
6477         },
6478         {
6479                 .name = "high",
6480                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6481                 .seq_show = memory_high_show,
6482                 .write = memory_high_write,
6483         },
6484         {
6485                 .name = "max",
6486                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6487                 .seq_show = memory_max_show,
6488                 .write = memory_max_write,
6489         },
6490         {
6491                 .name = "events",
6492                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6493                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6494                 .seq_show = memory_events_show,
6495         },
6496         {
6497                 .name = "events.local",
6498                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6499                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6500                 .seq_show = memory_events_local_show,
6501         },
6502         {
6503                 .name = "stat",
6504                 .seq_show = memory_stat_show,
6505         },
6506 #ifdef CONFIG_NUMA
6507         {
6508                 .name = "numa_stat",
6509                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6510         },
6511 #endif
6512         {
6513                 .name = "oom.group",
6514                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6515                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6516                 .write = memory_oom_group_write,
6517         },
6518         { }     /* terminate */
6519 };
6520
6521 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6522         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6523         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6524         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6525         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6526         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6527         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6528         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6529         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6530         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6531         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6532         .dfl_cftypes = memory_files,
6533         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6534         .early_init = 0,
6535 };
6536
6537 /*
6538  * This function calculates an individual cgroup's effective
6539  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6540  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6541  * distribution in the tree.
6542  *
6543  * The following rules apply to the effective protection values:
6544  *
6545  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6546  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6547  *
6548  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6549  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6550  *    parent's effective protection.
6551  *
6552  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6553  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6554  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6555  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6556  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6557  *
6558  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6559  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6560  *    the unused remainder is available to its siblings.
6561  *
6562  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6563  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6564  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6565  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6566  *
6567  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6568  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6569  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6570  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6571  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6572  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6573  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6574  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6575  *
6576  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6577  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6578  * neighboring subtrees.
6579  */
6580 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6581                                           unsigned long parent_usage,
6582                                           unsigned long setting,
6583                                           unsigned long parent_effective,
6584                                           unsigned long siblings_protected)
6585 {
6586         unsigned long protected;
6587         unsigned long ep;
6588
6589         protected = min(usage, setting);
6590         /*
6591          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6592          * protection then what the parent affords them, distribute
6593          * shares in proportion to utilization.
6594          *
6595          * We are using actual utilization rather than the statically
6596          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6597          * but unused protection is available to siblings that would
6598          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6599          */
6600         if (siblings_protected > parent_effective)
6601                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6602
6603         /*
6604          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6605          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6606          * and utilizes is effectively protected.
6607          *
6608          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6609          * will apply pressure in proportion to that amount.
6610          *
6611          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6612          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6613          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6614          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6615          * protection is always dependent on how memory is actually
6616          * consumed among the siblings anyway.
6617          */
6618         ep = protected;
6619
6620         /*
6621          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6622          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6623          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6624          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6625          * other compete freely over the allowance, but they are
6626          * collectively protected from neighboring trees.
6627          *
6628          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6629          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6630          * the same bytes twice.
6631          *
6632          * Check both usage and parent_usage against the respective
6633          * protected values. One should imply the other, but they
6634          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6635          */
6636         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6637                 return ep;
6638         if (parent_effective > siblings_protected &&
6639             parent_usage > siblings_protected &&
6640             usage > protected) {
6641                 unsigned long unclaimed;
6642
6643                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6644                 unclaimed *= usage - protected;
6645                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6646
6647                 ep += unclaimed;
6648         }
6649
6650         return ep;
6651 }
6652
6653 /**
6654  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6655  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6656  * @memcg: the memory cgroup to check
6657  *
6658  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6659  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6660  */
6661 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6662                                      struct mem_cgroup *memcg)
6663 {
6664         unsigned long usage, parent_usage;
6665         struct mem_cgroup *parent;
6666
6667         if (mem_cgroup_disabled())
6668                 return;
6669
6670         if (!root)
6671                 root = root_mem_cgroup;
6672
6673         /*
6674          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6675          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6676          * details.
6677          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6678          * that special casing.
6679          */
6680         if (memcg == root)
6681                 return;
6682
6683         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6684         if (!usage)
6685                 return;
6686
6687         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6688         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6689         if (!parent)
6690                 return;
6691
6692         if (parent == root) {
6693                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6694                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6695                 return;
6696         }
6697
6698         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6699
6700         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6701                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6702                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6703                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6704
6705         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6706                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6707                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6708                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6709 }
6710
6711 static int charge_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
6712 {
6713         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6714         int ret;
6715
6716         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6717         if (ret)
6718                 goto out;
6719
6720         css_get(&memcg->css);
6721         commit_charge(page, memcg);
6722
6723         local_irq_disable();
6724         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6725         memcg_check_events(memcg, page);
6726         local_irq_enable();
6727 out:
6728         return ret;
6729 }
6730
6731 /**
6732  * __mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6733  * @page: page to charge
6734  * @mm: mm context of the victim
6735  * @gfp_mask: reclaim mode
6736  *
6737  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6738  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6739  * charge to the active memcg.
6740  *
6741  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6742  *
6743  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6744  */
6745 int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6746                         gfp_t gfp_mask)
6747 {
6748         struct mem_cgroup *memcg;
6749         int ret;
6750
6751         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6752         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp_mask);
6753         css_put(&memcg->css);
6754
6755         return ret;
6756 }
6757
6758 /**
6759  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6760  * @page: page to charge
6761  * @mm: mm context of the victim
6762  * @gfp: reclaim mode
6763  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6764  *
6765  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6766  * adding the page to the swapcache.
6767  *
6768  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6769  */
6770 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6771                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6772 {
6773         struct mem_cgroup *memcg;
6774         unsigned short id;
6775         int ret;
6776
6777         if (mem_cgroup_disabled())
6778                 return 0;
6779
6780         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6781         rcu_read_lock();
6782         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6783         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6784                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6785         rcu_read_unlock();
6786
6787         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp);
6788
6789         css_put(&memcg->css);
6790         return ret;
6791 }
6792
6793 /*
6794  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6795  * @entry: swap entry for which the page is charged
6796  *
6797  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6798  *
6799  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6800  * is order 0 page.
6801  */
6802 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6803 {
6804         /*
6805          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6806          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6807          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6808          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6809          * the entire time.
6810          *
6811          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6812          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6813          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6814          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6815          */
6816         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6817                 /*
6818                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6819                  * let's not wait for it.  The page already received a
6820                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6821                  */
6822                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6823         }
6824 }
6825
6826 struct uncharge_gather {
6827         struct mem_cgroup *memcg;
6828         unsigned long nr_memory;
6829         unsigned long pgpgout;
6830         unsigned long nr_kmem;
6831         struct page *dummy_page;
6832 };
6833
6834 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6835 {
6836         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6837 }
6838
6839 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6840 {
6841         unsigned long flags;
6842
6843         if (ug->nr_memory) {
6844                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6845                 if (do_memsw_account())
6846                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6847                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6848                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6849                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6850         }
6851
6852         local_irq_save(flags);
6853         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6854         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6855         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6856         local_irq_restore(flags);
6857
6858         /* drop reference from uncharge_page */
6859         css_put(&ug->memcg->css);
6860 }
6861
6862 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6863 {
6864         unsigned long nr_pages;
6865         struct mem_cgroup *memcg;
6866         struct obj_cgroup *objcg;
6867         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6868
6869         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6870
6871         /*
6872          * Nobody should be changing or seriously looking at
6873          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6874          * exclusive access to the page.
6875          */
6876         if (use_objcg) {
6877                 objcg = __page_objcg(page);
6878                 /*
6879                  * This get matches the put at the end of the function and
6880                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6881                  */
6882                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6883         } else {
6884                 memcg = __page_memcg(page);
6885         }
6886
6887         if (!memcg)
6888                 return;
6889
6890         if (ug->memcg != memcg) {
6891                 if (ug->memcg) {
6892                         uncharge_batch(ug);
6893                         uncharge_gather_clear(ug);
6894                 }
6895                 ug->memcg = memcg;
6896                 ug->dummy_page = page;
6897
6898                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6899                 css_get(&memcg->css);
6900         }
6901
6902         nr_pages = compound_nr(page);
6903
6904         if (use_objcg) {
6905                 ug->nr_memory += nr_pages;
6906                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6907
6908                 page->memcg_data = 0;
6909                 obj_cgroup_put(objcg);
6910         } else {
6911                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6912                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6913                         ug->nr_memory += nr_pages;
6914                 ug->pgpgout++;
6915
6916                 page->memcg_data = 0;
6917         }
6918
6919         css_put(&memcg->css);
6920 }
6921
6922 /**
6923  * __mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6924  * @page: page to uncharge
6925  *
6926  * Uncharge a page previously charged with __mem_cgroup_charge().
6927  */
6928 void __mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6929 {
6930         struct uncharge_gather ug;
6931
6932         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6933         if (!page_memcg(page))
6934                 return;
6935
6936         uncharge_gather_clear(&ug);
6937         uncharge_page(page, &ug);
6938         uncharge_batch(&ug);
6939 }
6940
6941 /**
6942  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6943  * @page_list: list of pages to uncharge
6944  *
6945  * Uncharge a list of pages previously charged with
6946  * __mem_cgroup_charge().
6947  */
6948 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6949 {
6950         struct uncharge_gather ug;
6951         struct page *page;
6952
6953         uncharge_gather_clear(&ug);
6954         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6955                 uncharge_page(page, &ug);
6956         if (ug.memcg)
6957                 uncharge_batch(&ug);
6958 }
6959
6960 /**
6961  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6962  * @oldpage: currently circulating page
6963  * @newpage: replacement page
6964  *
6965  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6966  * be uncharged upon free.
6967  *
6968  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6969  */
6970 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6971 {
6972         struct mem_cgroup *memcg;
6973         unsigned int nr_pages;
6974         unsigned long flags;
6975
6976         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6977         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6978         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6979         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6980                        newpage);
6981
6982         if (mem_cgroup_disabled())
6983                 return;
6984
6985         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6986         if (page_memcg(newpage))
6987                 return;
6988
6989         memcg = page_memcg(oldpage);
6990         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6991         if (!memcg)
6992                 return;
6993
6994         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6995         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6996
6997         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6998                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6999                 if (do_memsw_account())
7000                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7001         }
7002
7003         css_get(&memcg->css);
7004         commit_charge(newpage, memcg);
7005
7006         local_irq_save(flags);
7007         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7008         memcg_check_events(memcg, newpage);
7009         local_irq_restore(flags);
7010 }
7011
7012 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7013 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7014
7015 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7016 {
7017         struct mem_cgroup *memcg;
7018
7019         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7020                 return;
7021
7022         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7023         if (in_interrupt())
7024                 return;
7025
7026         rcu_read_lock();
7027         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7028         if (memcg == root_mem_cgroup)
7029                 goto out;
7030         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7031                 goto out;
7032         if (css_tryget(&memcg->css))
7033                 sk->sk_memcg = memcg;
7034 out:
7035         rcu_read_unlock();
7036 }
7037
7038 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7039 {
7040         if (sk->sk_memcg)
7041                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7042 }
7043
7044 /**
7045  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7046  * @memcg: memcg to charge
7047  * @nr_pages: number of pages to charge
7048  * @gfp_mask: reclaim mode
7049  *
7050  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7051  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7052  */
7053 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7054                              gfp_t gfp_mask)
7055 {
7056         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7057                 struct page_counter *fail;
7058
7059                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7060                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7061                         return true;
7062                 }
7063                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7064                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7065                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7066                         return true;
7067                 }
7068                 return false;
7069         }
7070
7071         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7072                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7073                 return true;
7074         }
7075
7076         return false;
7077 }
7078
7079 /**
7080  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7081  * @memcg: memcg to uncharge
7082  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7083  */
7084 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7085 {
7086         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7087                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7088                 return;
7089         }
7090
7091         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7092
7093         refill_stock(memcg, nr_pages);
7094 }
7095
7096 static int __init cgroup_memory(char *s)
7097 {
7098         char *token;
7099
7100         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7101                 if (!*token)
7102                         continue;
7103                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7104                         cgroup_memory_nosocket = true;
7105                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7106                         cgroup_memory_nokmem = true;
7107         }
7108         return 0;
7109 }
7110 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7111
7112 /*
7113  * subsys_initcall() for memory controller.
7114  *
7115  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7116  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7117  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7118  * should be initialized from here.
7119  */
7120 static int __init mem_cgroup_init(void)
7121 {
7122         int cpu, node;
7123
7124         /*
7125          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7126          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7127          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7128          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7129          */
7130         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7131
7132         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7133                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7134
7135         for_each_possible_cpu(cpu)
7136                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7137                           drain_local_stock);
7138
7139         for_each_node(node) {
7140                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7141
7142                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7143                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7144
7145                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7146                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7147                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7148                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7149         }
7150
7151         return 0;
7152 }
7153 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7154
7155 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7156 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7157 {
7158         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7159                 /*
7160                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7161                  * always be >= 1.
7162                  */
7163                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7164                         VM_BUG_ON(1);
7165                         break;
7166                 }
7167                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7168                 if (!memcg)
7169                         memcg = root_mem_cgroup;
7170         }
7171         return memcg;
7172 }
7173
7174 /**
7175  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7176  * @page: page whose memsw charge to transfer
7177  * @entry: swap entry to move the charge to
7178  *
7179  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7180  */
7181 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7182 {
7183         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7184         unsigned int nr_entries;
7185         unsigned short oldid;
7186
7187         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7188         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7189
7190         if (mem_cgroup_disabled())
7191                 return;
7192
7193         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7194                 return;
7195
7196         memcg = page_memcg(page);
7197
7198         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7199         if (!memcg)
7200                 return;
7201
7202         /*
7203          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7204          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7205          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7206          */
7207         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7208         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7209         /* Get references for the tail pages, too */
7210         if (nr_entries > 1)
7211                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7212         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7213                                    nr_entries);
7214         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7215         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7216
7217         page->memcg_data = 0;
7218
7219         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7220                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7221
7222         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7223                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7224                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7225                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7226         }
7227
7228         /*
7229          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7230          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7231          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7232          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7233          */
7234         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7235         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7236         memcg_check_events(memcg, page);
7237
7238         css_put(&memcg->css);
7239 }
7240
7241 /**
7242  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7243  * @page: page being added to swap
7244  * @entry: swap entry to charge
7245  *
7246  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7247  *
7248  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7249  */
7250 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7251 {
7252         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7253         struct page_counter *counter;
7254         struct mem_cgroup *memcg;
7255         unsigned short oldid;
7256
7257         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7258                 return 0;
7259
7260         memcg = page_memcg(page);
7261
7262         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7263         if (!memcg)
7264                 return 0;
7265
7266         if (!entry.val) {
7267                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7268                 return 0;
7269         }
7270
7271         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7272
7273         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7274             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7275                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7276                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7277                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7278                 return -ENOMEM;
7279         }
7280
7281         /* Get references for the tail pages, too */
7282         if (nr_pages > 1)
7283                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7284         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7285         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7286         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7287
7288         return 0;
7289 }
7290
7291 /**
7292  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7293  * @entry: swap entry to uncharge
7294  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7295  */
7296 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7297 {
7298         struct mem_cgroup *memcg;
7299         unsigned short id;
7300
7301         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7302         rcu_read_lock();
7303         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7304         if (memcg) {
7305                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7306                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7307                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7308                         else
7309                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7310                 }
7311                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7312                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7313         }
7314         rcu_read_unlock();
7315 }
7316
7317 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7318 {
7319         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7320
7321         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7322                 return nr_swap_pages;
7323         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7324                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7325                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7326                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7327         return nr_swap_pages;
7328 }
7329
7330 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7331 {
7332         struct mem_cgroup *memcg;
7333
7334         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7335
7336         if (vm_swap_full())
7337                 return true;
7338         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7339                 return false;
7340
7341         memcg = page_memcg(page);
7342         if (!memcg)
7343                 return false;
7344
7345         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7346                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7347
7348                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7349                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7350                         return true;
7351         }
7352
7353         return false;
7354 }
7355
7356 static int __init setup_swap_account(char *s)
7357 {
7358         if (!strcmp(s, "1"))
7359                 cgroup_memory_noswap = false;
7360         else if (!strcmp(s, "0"))
7361                 cgroup_memory_noswap = true;
7362         return 1;
7363 }
7364 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7365
7366 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7367                              struct cftype *cft)
7368 {
7369         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7370
7371         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7372 }
7373
7374 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7375 {
7376         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7377                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7378 }
7379
7380 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7381                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7382 {
7383         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7384         unsigned long high;
7385         int err;
7386
7387         buf = strstrip(buf);
7388         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7389         if (err)
7390                 return err;
7391
7392         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7393
7394         return nbytes;
7395 }
7396
7397 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7398 {
7399         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7400                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7401 }
7402
7403 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7404                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7405 {
7406         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7407         unsigned long max;
7408         int err;
7409
7410         buf = strstrip(buf);
7411         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7412         if (err)
7413                 return err;
7414
7415         xchg(&memcg->swap.max, max);
7416
7417         return nbytes;
7418 }
7419
7420 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7421 {
7422         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7423
7424         seq_printf(m, "high %lu\n",
7425                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7426         seq_printf(m, "max %lu\n",
7427                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7428         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7429                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7430
7431         return 0;
7432 }
7433
7434 static struct cftype swap_files[] = {
7435         {
7436                 .name = "swap.current",
7437                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7438                 .read_u64 = swap_current_read,
7439         },
7440         {
7441                 .name = "swap.high",
7442                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7443                 .seq_show = swap_high_show,
7444                 .write = swap_high_write,
7445         },
7446         {
7447                 .name = "swap.max",
7448                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7449                 .seq_show = swap_max_show,
7450                 .write = swap_max_write,
7451         },
7452         {
7453                 .name = "swap.events",
7454                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7455                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7456                 .seq_show = swap_events_show,
7457         },
7458         { }     /* terminate */
7459 };
7460
7461 static struct cftype memsw_files[] = {
7462         {
7463                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7464                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7465                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7466         },
7467         {
7468                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7469                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7470                 .write = mem_cgroup_reset,
7471                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7472         },
7473         {
7474                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7475                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7476                 .write = mem_cgroup_write,
7477                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7478         },
7479         {
7480                 .name = "memsw.failcnt",
7481                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7482                 .write = mem_cgroup_reset,
7483                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7484         },
7485         { },    /* terminate */
7486 };
7487
7488 /*
7489  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7490  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7491  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7492  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7493  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7494  */
7495 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7496 {
7497         /* No memory control -> no swap control */
7498         if (mem_cgroup_disabled())
7499                 cgroup_memory_noswap = true;
7500
7501         if (cgroup_memory_noswap)
7502                 return 0;
7503
7504         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7505         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7506
7507         return 0;
7508 }
7509 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7510
7511 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */