e092cce3c96e7e4d2b4dbfc8a7003530232a5d46
[sfrench/cifs-2.6.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 should_force_charge(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static struct mem_cgroup_per_node *
455 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
456 {
457         int nid = page_to_nid(page);
458
459         return memcg->nodeinfo[nid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
463 soft_limit_tree_node(int nid)
464 {
465         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
466 }
467
468 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
469 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
470 {
471         int nid = page_to_nid(page);
472
473         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
474 }
475
476 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
477                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
478                                          unsigned long new_usage_in_excess)
479 {
480         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
483         bool rightmost = true;
484
485         if (mz->on_tree)
486                 return;
487
488         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
489         if (!mz->usage_in_excess)
490                 return;
491         while (*p) {
492                 parent = *p;
493                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
494                                         tree_node);
495                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
496                         p = &(*p)->rb_left;
497                         rightmost = false;
498                 } else {
499                         p = &(*p)->rb_right;
500                 }
501         }
502
503         if (rightmost)
504                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
505
506         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
507         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
508         mz->on_tree = true;
509 }
510
511 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
512                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
513 {
514         if (!mz->on_tree)
515                 return;
516
517         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
518                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
519
520         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
521         mz->on_tree = false;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
525                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
526 {
527         unsigned long flags;
528
529         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
530         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
531         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
532 }
533
534 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
537         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
538         unsigned long excess = 0;
539
540         if (nr_pages > soft_limit)
541                 excess = nr_pages - soft_limit;
542
543         return excess;
544 }
545
546 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
547 {
548         unsigned long excess;
549         struct mem_cgroup_per_node *mz;
550         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
551
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553         if (!mctz)
554                 return;
555         /*
556          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
557          * because their event counter is not touched.
558          */
559         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
560                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
561                 excess = soft_limit_excess(memcg);
562                 /*
563                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
564                  * mem is over its softlimit.
565                  */
566                 if (excess || mz->on_tree) {
567                         unsigned long flags;
568
569                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
570                         /* if on-tree, remove it */
571                         if (mz->on_tree)
572                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573                         /*
574                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
575                          * If excess is 0, no tree ops.
576                          */
577                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
578                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
579                 }
580         }
581 }
582
583 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
586         struct mem_cgroup_per_node *mz;
587         int nid;
588
589         for_each_node(nid) {
590                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
591                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
592                 if (mctz)
593                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_node *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
599 {
600         struct mem_cgroup_per_node *mz;
601
602 retry:
603         mz = NULL;
604         if (!mctz->rb_rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
608                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
609         /*
610          * Remove the node now but someone else can add it back,
611          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
612          * position in the tree.
613          */
614         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
615         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
616             !css_tryget(&mz->memcg->css))
617                 goto retry;
618 done:
619         return mz;
620 }
621
622 static struct mem_cgroup_per_node *
623 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
624 {
625         struct mem_cgroup_per_node *mz;
626
627         spin_lock_irq(&mctz->lock);
628         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
629         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
630         return mz;
631 }
632
633 /*
634  * memcg and lruvec stats flushing
635  *
636  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
637  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
638  * flushing the kernel does:
639  *
640  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
641  *    rstat update tree grow unbounded.
642  *
643  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
644  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
645  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
646  *    only for 2 seconds due to (1).
647  */
648 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
649 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
650 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
651 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
652 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
653
654 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg)
655 {
656         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
657         if (!(__this_cpu_inc_return(stats_updates) % MEMCG_CHARGE_BATCH))
658                 atomic_inc(&stats_flush_threshold);
659 }
660
661 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
662 {
663         unsigned long flag;
664
665         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
666                 return;
667
668         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
669         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
670         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
671 }
672
673 void mem_cgroup_flush_stats(void)
674 {
675         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
676                 __mem_cgroup_flush_stats();
677 }
678
679 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
680 {
681         mem_cgroup_flush_stats();
682         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, 2UL*HZ);
683 }
684
685 /**
686  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
687  * @memcg: the memory cgroup
688  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
689  * @val: delta to add to the counter, can be negative
690  */
691 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
692 {
693         if (mem_cgroup_disabled())
694                 return;
695
696         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
697         memcg_rstat_updated(memcg);
698 }
699
700 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
701 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
702 {
703         long x = 0;
704         int cpu;
705
706         for_each_possible_cpu(cpu)
707                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
708 #ifdef CONFIG_SMP
709         if (x < 0)
710                 x = 0;
711 #endif
712         return x;
713 }
714
715 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
716                               int val)
717 {
718         struct mem_cgroup_per_node *pn;
719         struct mem_cgroup *memcg;
720
721         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
722         memcg = pn->memcg;
723
724         /* Update memcg */
725         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
726
727         /* Update lruvec */
728         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
729
730         memcg_rstat_updated(memcg);
731 }
732
733 /**
734  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
735  * @lruvec: the lruvec
736  * @idx: the stat item
737  * @val: delta to add to the counter, can be negative
738  *
739  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
740  * function updates the all three counters that are affected by a
741  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
742  */
743 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
744                         int val)
745 {
746         /* Update node */
747         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
748
749         /* Update memcg and lruvec */
750         if (!mem_cgroup_disabled())
751                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
752 }
753
754 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
755                              int val)
756 {
757         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
758         struct mem_cgroup *memcg;
759         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
760         struct lruvec *lruvec;
761
762         rcu_read_lock();
763         memcg = page_memcg(head);
764         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
765         if (!memcg) {
766                 rcu_read_unlock();
767                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
768                 return;
769         }
770
771         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
772         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
773         rcu_read_unlock();
774 }
775 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
776
777 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
778 {
779         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
780         struct mem_cgroup *memcg;
781         struct lruvec *lruvec;
782
783         rcu_read_lock();
784         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
785
786         /*
787          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
788          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
789          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
790          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
791          */
792         if (!memcg) {
793                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
794         } else {
795                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
796                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
797         }
798         rcu_read_unlock();
799 }
800
801 /*
802  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
803  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
804  */
805 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
806                                      struct pglist_data *pgdat,
807                                      enum node_stat_item idx, int nr)
808 {
809         struct mem_cgroup *memcg;
810         struct lruvec *lruvec;
811
812         rcu_read_lock();
813         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
814         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
815         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
816         rcu_read_unlock();
817 }
818
819 /**
820  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
821  * @memcg: the memory cgroup
822  * @idx: the event item
823  * @count: the number of events that occurred
824  */
825 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
826                           unsigned long count)
827 {
828         if (mem_cgroup_disabled())
829                 return;
830
831         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
832         memcg_rstat_updated(memcg);
833 }
834
835 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
836 {
837         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
838 }
839
840 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
841 {
842         long x = 0;
843         int cpu;
844
845         for_each_possible_cpu(cpu)
846                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
847         return x;
848 }
849
850 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
851                                          struct page *page,
852                                          int nr_pages)
853 {
854         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
855         if (nr_pages > 0)
856                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
857         else {
858                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
859                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
860         }
861
862         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
863 }
864
865 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
866                                        enum mem_cgroup_events_target target)
867 {
868         unsigned long val, next;
869
870         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
871         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
872         /* from time_after() in jiffies.h */
873         if ((long)(next - val) < 0) {
874                 switch (target) {
875                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
876                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
877                         break;
878                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
879                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
880                         break;
881                 default:
882                         break;
883                 }
884                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
885                 return true;
886         }
887         return false;
888 }
889
890 /*
891  * Check events in order.
892  *
893  */
894 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
895 {
896         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
897         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
898                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
899                 bool do_softlimit;
900
901                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
902                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
903                 mem_cgroup_threshold(memcg);
904                 if (unlikely(do_softlimit))
905                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
906         }
907 }
908
909 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
910 {
911         /*
912          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
913          * if it races with swapoff, page migration, etc.
914          * So this can be called with p == NULL.
915          */
916         if (unlikely(!p))
917                 return NULL;
918
919         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
920 }
921 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
922
923 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
924 {
925         if (!in_task())
926                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
927         else
928                 return current->active_memcg;
929 }
930
931 /**
932  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
933  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
934  *
935  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
936  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
937  * 1) The active memcg, if set.
938  * 2) current->mm->memcg, if available
939  * 3) root memcg
940  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
941  */
942 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
943 {
944         struct mem_cgroup *memcg;
945
946         if (mem_cgroup_disabled())
947                 return NULL;
948
949         /*
950          * Page cache insertions can happen without an
951          * actual mm context, e.g. during disk probing
952          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
953          *
954          * No need to css_get on root memcg as the reference
955          * counting is disabled on the root level in the
956          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
957          */
958         if (unlikely(!mm)) {
959                 memcg = active_memcg();
960                 if (unlikely(memcg)) {
961                         /* remote memcg must hold a ref */
962                         css_get(&memcg->css);
963                         return memcg;
964                 }
965                 mm = current->mm;
966                 if (unlikely(!mm))
967                         return root_mem_cgroup;
968         }
969
970         rcu_read_lock();
971         do {
972                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
973                 if (unlikely(!memcg))
974                         memcg = root_mem_cgroup;
975         } while (!css_tryget(&memcg->css));
976         rcu_read_unlock();
977         return memcg;
978 }
979 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
980
981 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
982 {
983         /* Allow remote memcg charging from any context. */
984         if (unlikely(active_memcg()))
985                 return false;
986
987         /* Memcg to charge can't be determined. */
988         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
989                 return true;
990
991         return false;
992 }
993
994 /**
995  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
996  * @root: hierarchy root
997  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
998  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
999  *
1000  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1001  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1002  *
1003  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1004  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1005  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1006  *
1007  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1008  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1009  * same node.
1010  */
1011 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1012                                    struct mem_cgroup *prev,
1013                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1014 {
1015         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1016         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1017         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1018         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1019
1020         if (mem_cgroup_disabled())
1021                 return NULL;
1022
1023         if (!root)
1024                 root = root_mem_cgroup;
1025
1026         if (prev && !reclaim)
1027                 pos = prev;
1028
1029         rcu_read_lock();
1030
1031         if (reclaim) {
1032                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1033
1034                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1035                 iter = &mz->iter;
1036
1037                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1038                         goto out_unlock;
1039
1040                 while (1) {
1041                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1042                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1043                                 break;
1044                         /*
1045                          * css reference reached zero, so iter->position will
1046                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1047                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1048                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1049                          * might block it. So we clear iter->position right
1050                          * away.
1051                          */
1052                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1053                 }
1054         }
1055
1056         if (pos)
1057                 css = &pos->css;
1058
1059         for (;;) {
1060                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1061                 if (!css) {
1062                         /*
1063                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1064                          * new one might jump in right at the end of
1065                          * the hierarchy - make sure they see at least
1066                          * one group and restart from the beginning.
1067                          */
1068                         if (!prev)
1069                                 continue;
1070                         break;
1071                 }
1072
1073                 /*
1074                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1075                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1076                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1077                  */
1078                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1079
1080                 if (css == &root->css)
1081                         break;
1082
1083                 if (css_tryget(css))
1084                         break;
1085
1086                 memcg = NULL;
1087         }
1088
1089         if (reclaim) {
1090                 /*
1091                  * The position could have already been updated by a competing
1092                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1093                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1094                  */
1095                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1096
1097                 if (pos)
1098                         css_put(&pos->css);
1099
1100                 if (!memcg)
1101                         iter->generation++;
1102                 else if (!prev)
1103                         reclaim->generation = iter->generation;
1104         }
1105
1106 out_unlock:
1107         rcu_read_unlock();
1108         if (prev && prev != root)
1109                 css_put(&prev->css);
1110
1111         return memcg;
1112 }
1113
1114 /**
1115  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1116  * @root: hierarchy root
1117  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1118  */
1119 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1120                            struct mem_cgroup *prev)
1121 {
1122         if (!root)
1123                 root = root_mem_cgroup;
1124         if (prev && prev != root)
1125                 css_put(&prev->css);
1126 }
1127
1128 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1129                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1130 {
1131         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1132         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1133         int nid;
1134
1135         for_each_node(nid) {
1136                 mz = from->nodeinfo[nid];
1137                 iter = &mz->iter;
1138                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1139         }
1140 }
1141
1142 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1143 {
1144         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1145         struct mem_cgroup *last;
1146
1147         do {
1148                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1149                 last = memcg;
1150         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1151
1152         /*
1153          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1154          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1155          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1156          * dead_memcg from cgroup root separately.
1157          */
1158         if (last != root_mem_cgroup)
1159                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1160                                                 dead_memcg);
1161 }
1162
1163 /**
1164  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1165  * @memcg: hierarchy root
1166  * @fn: function to call for each task
1167  * @arg: argument passed to @fn
1168  *
1169  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1170  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1171  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1172  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1173  *
1174  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1175  */
1176 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1177                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1178 {
1179         struct mem_cgroup *iter;
1180         int ret = 0;
1181
1182         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1183
1184         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1185                 struct css_task_iter it;
1186                 struct task_struct *task;
1187
1188                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1189                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1190                         ret = fn(task, arg);
1191                 css_task_iter_end(&it);
1192                 if (ret) {
1193                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1194                         break;
1195                 }
1196         }
1197         return ret;
1198 }
1199
1200 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1201 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1202 {
1203         struct mem_cgroup *memcg;
1204
1205         if (mem_cgroup_disabled())
1206                 return;
1207
1208         memcg = page_memcg(page);
1209
1210         if (!memcg)
1211                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1212         else
1213                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1214 }
1215 #endif
1216
1217 /**
1218  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1219  * @page: the page
1220  *
1221  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1222  * - page locked
1223  * - PageLRU cleared
1224  * - lock_page_memcg()
1225  * - page->_refcount is zero
1226  */
1227 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1228 {
1229         struct lruvec *lruvec;
1230
1231         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1232         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1233
1234         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1235
1236         return lruvec;
1237 }
1238
1239 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1240 {
1241         struct lruvec *lruvec;
1242
1243         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1244         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1245
1246         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1247
1248         return lruvec;
1249 }
1250
1251 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1252 {
1253         struct lruvec *lruvec;
1254
1255         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1256         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1257
1258         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1259
1260         return lruvec;
1261 }
1262
1263 /**
1264  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1265  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1266  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1267  * @zid: zone id of the accounted pages
1268  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1269  *
1270  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1271  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1272  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1273  */
1274 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1275                                 int zid, int nr_pages)
1276 {
1277         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1278         unsigned long *lru_size;
1279         long size;
1280
1281         if (mem_cgroup_disabled())
1282                 return;
1283
1284         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1285         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1286
1287         if (nr_pages < 0)
1288                 *lru_size += nr_pages;
1289
1290         size = *lru_size;
1291         if (WARN_ONCE(size < 0,
1292                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1293                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1294                 VM_BUG_ON(1);
1295                 *lru_size = 0;
1296         }
1297
1298         if (nr_pages > 0)
1299                 *lru_size += nr_pages;
1300 }
1301
1302 /**
1303  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1304  * @memcg: the memory cgroup
1305  *
1306  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1307  * pages.
1308  */
1309 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1310 {
1311         unsigned long margin = 0;
1312         unsigned long count;
1313         unsigned long limit;
1314
1315         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1316         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1317         if (count < limit)
1318                 margin = limit - count;
1319
1320         if (do_memsw_account()) {
1321                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1322                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1323                 if (count < limit)
1324                         margin = min(margin, limit - count);
1325                 else
1326                         margin = 0;
1327         }
1328
1329         return margin;
1330 }
1331
1332 /*
1333  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1334  *
1335  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1336  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1337  * caused by "move".
1338  */
1339 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         struct mem_cgroup *from;
1342         struct mem_cgroup *to;
1343         bool ret = false;
1344         /*
1345          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1346          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1347          */
1348         spin_lock(&mc.lock);
1349         from = mc.from;
1350         to = mc.to;
1351         if (!from)
1352                 goto unlock;
1353
1354         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1355                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1356 unlock:
1357         spin_unlock(&mc.lock);
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1362 {
1363         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1364                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1365                         DEFINE_WAIT(wait);
1366                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1367                         /* moving charge context might have finished. */
1368                         if (mc.moving_task)
1369                                 schedule();
1370                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1371                         return true;
1372                 }
1373         }
1374         return false;
1375 }
1376
1377 struct memory_stat {
1378         const char *name;
1379         unsigned int idx;
1380 };
1381
1382 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1383         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1384         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1385         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1386         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1387         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1388         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1389         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1390         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1391         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1392         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1393 #ifdef CONFIG_SWAP
1394         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1395 #endif
1396 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1397         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1398         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1399         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1400 #endif
1401         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1402         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1403         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1404         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1405         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1406         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1407         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1408
1409         /* The memory events */
1410         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1411         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1412         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1413         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1414         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1415         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1416         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1417 };
1418
1419 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1420 static int memcg_page_state_unit(int item)
1421 {
1422         switch (item) {
1423         case MEMCG_PERCPU_B:
1424         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1425         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1426         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1427         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1428         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1429         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1430         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1431         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1432         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1433                 return 1;
1434         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1435                 return SZ_1K;
1436         default:
1437                 return PAGE_SIZE;
1438         }
1439 }
1440
1441 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1442                                                     int item)
1443 {
1444         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1445 }
1446
1447 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1448 {
1449         struct seq_buf s;
1450         int i;
1451
1452         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1453         if (!s.buffer)
1454                 return NULL;
1455
1456         /*
1457          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1458          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1459          *
1460          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1461          * 1) generic big picture -> specifics and details
1462          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1463          *
1464          * Current memory state:
1465          */
1466         mem_cgroup_flush_stats();
1467
1468         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1469                 u64 size;
1470
1471                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1472                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1473
1474                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1475                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1476                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1477                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1478                 }
1479         }
1480
1481         /* Accumulated memory events */
1482
1483         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1484                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1485         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1486                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1487         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1488                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1489         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1490                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1491                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1492         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1493                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1494                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1495         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1496                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1497         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1498                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1499         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1500                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1501         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1502                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1503
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1506                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1507         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1508                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1509 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1510
1511         /* The above should easily fit into one page */
1512         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1513
1514         return s.buffer;
1515 }
1516
1517 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1518 /**
1519  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1520  * memory controller.
1521  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1522  * @p: Task that is going to be killed
1523  *
1524  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1525  * enabled
1526  */
1527 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1528 {
1529         rcu_read_lock();
1530
1531         if (memcg) {
1532                 pr_cont(",oom_memcg=");
1533                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1534         } else
1535                 pr_cont(",global_oom");
1536         if (p) {
1537                 pr_cont(",task_memcg=");
1538                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1539         }
1540         rcu_read_unlock();
1541 }
1542
1543 /**
1544  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1545  * memory controller.
1546  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1547  */
1548 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1549 {
1550         char *buf;
1551
1552         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1553                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1554                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1555         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1556                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1557                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1558                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1559         else {
1560                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1561                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1562                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1563                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1564                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1565                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1566         }
1567
1568         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1569         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1570         pr_cont(":");
1571         buf = memory_stat_format(memcg);
1572         if (!buf)
1573                 return;
1574         pr_info("%s", buf);
1575         kfree(buf);
1576 }
1577
1578 /*
1579  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1580  */
1581 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1582 {
1583         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1584
1585         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1586                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1587                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1588                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1589         } else { /* v1 */
1590                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1591                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1592                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1593
1594                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1595                 }
1596         }
1597         return max;
1598 }
1599
1600 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1601 {
1602         return page_counter_read(&memcg->memory);
1603 }
1604
1605 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1606                                      int order)
1607 {
1608         struct oom_control oc = {
1609                 .zonelist = NULL,
1610                 .nodemask = NULL,
1611                 .memcg = memcg,
1612                 .gfp_mask = gfp_mask,
1613                 .order = order,
1614         };
1615         bool ret = true;
1616
1617         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1618                 return true;
1619
1620         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1621                 goto unlock;
1622
1623         /*
1624          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1625          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1626          */
1627         ret = should_force_charge() || out_of_memory(&oc);
1628
1629 unlock:
1630         mutex_unlock(&oom_lock);
1631         return ret;
1632 }
1633
1634 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1635                                    pg_data_t *pgdat,
1636                                    gfp_t gfp_mask,
1637                                    unsigned long *total_scanned)
1638 {
1639         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1640         int total = 0;
1641         int loop = 0;
1642         unsigned long excess;
1643         unsigned long nr_scanned;
1644         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1645                 .pgdat = pgdat,
1646         };
1647
1648         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1649
1650         while (1) {
1651                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1652                 if (!victim) {
1653                         loop++;
1654                         if (loop >= 2) {
1655                                 /*
1656                                  * If we have not been able to reclaim
1657                                  * anything, it might because there are
1658                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1659                                  */
1660                                 if (!total)
1661                                         break;
1662                                 /*
1663                                  * We want to do more targeted reclaim.
1664                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1665                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1666                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1667                                  */
1668                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1669                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1670                                         break;
1671                         }
1672                         continue;
1673                 }
1674                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1675                                         pgdat, &nr_scanned);
1676                 *total_scanned += nr_scanned;
1677                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1678                         break;
1679         }
1680         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1681         return total;
1682 }
1683
1684 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1685 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1686         .name = "memcg_oom_lock",
1687 };
1688 #endif
1689
1690 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1691
1692 /*
1693  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1694  * If someone is running, return false.
1695  */
1696 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1697 {
1698         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1699
1700         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1701
1702         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1703                 if (iter->oom_lock) {
1704                         /*
1705                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1706                          * so we cannot give a lock.
1707                          */
1708                         failed = iter;
1709                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1710                         break;
1711                 } else
1712                         iter->oom_lock = true;
1713         }
1714
1715         if (failed) {
1716                 /*
1717                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1718                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1719                  */
1720                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1721                         if (iter == failed) {
1722                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1723                                 break;
1724                         }
1725                         iter->oom_lock = false;
1726                 }
1727         } else
1728                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1729
1730         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1731
1732         return !failed;
1733 }
1734
1735 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1736 {
1737         struct mem_cgroup *iter;
1738
1739         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1740         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1741         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1742                 iter->oom_lock = false;
1743         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1744 }
1745
1746 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1747 {
1748         struct mem_cgroup *iter;
1749
1750         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1751         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1752                 iter->under_oom++;
1753         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1754 }
1755
1756 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1757 {
1758         struct mem_cgroup *iter;
1759
1760         /*
1761          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1762          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1763          */
1764         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1765         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1766                 if (iter->under_oom > 0)
1767                         iter->under_oom--;
1768         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1769 }
1770
1771 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1772
1773 struct oom_wait_info {
1774         struct mem_cgroup *memcg;
1775         wait_queue_entry_t      wait;
1776 };
1777
1778 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1779         unsigned mode, int sync, void *arg)
1780 {
1781         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1782         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1783         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1784
1785         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1786         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1787
1788         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1789             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1790                 return 0;
1791         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1792 }
1793
1794 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1795 {
1796         /*
1797          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1798          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1799          * this function is called as a result of userland actions
1800          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1801          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1802          * triggering notification.
1803          */
1804         if (memcg && memcg->under_oom)
1805                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1806 }
1807
1808 enum oom_status {
1809         OOM_SUCCESS,
1810         OOM_FAILED,
1811         OOM_ASYNC,
1812         OOM_SKIPPED
1813 };
1814
1815 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1816 {
1817         enum oom_status ret;
1818         bool locked;
1819
1820         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1821                 return OOM_SKIPPED;
1822
1823         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1824
1825         /*
1826          * We are in the middle of the charge context here, so we
1827          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1828          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1829          *
1830          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1831          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1832          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1833          * released.
1834          *
1835          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1836          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1837          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1838          * invoke the oom killer here.
1839          *
1840          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1841          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1842          */
1843         if (memcg->oom_kill_disable) {
1844                 if (!current->in_user_fault)
1845                         return OOM_SKIPPED;
1846                 css_get(&memcg->css);
1847                 current->memcg_in_oom = memcg;
1848                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1849                 current->memcg_oom_order = order;
1850
1851                 return OOM_ASYNC;
1852         }
1853
1854         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1855
1856         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1857
1858         if (locked)
1859                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1860
1861         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1862         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1863                 ret = OOM_SUCCESS;
1864         else
1865                 ret = OOM_FAILED;
1866
1867         if (locked)
1868                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1869
1870         return ret;
1871 }
1872
1873 /**
1874  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1875  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1876  *
1877  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1878  * handler was enabled.
1879  *
1880  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1881  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1882  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1883  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1884  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1885  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1886  *
1887  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1888  * completed, %false otherwise.
1889  */
1890 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1891 {
1892         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1893         struct oom_wait_info owait;
1894         bool locked;
1895
1896         /* OOM is global, do not handle */
1897         if (!memcg)
1898                 return false;
1899
1900         if (!handle)
1901                 goto cleanup;
1902
1903         owait.memcg = memcg;
1904         owait.wait.flags = 0;
1905         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1906         owait.wait.private = current;
1907         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1908
1909         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1910         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1911
1912         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1913
1914         if (locked)
1915                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1916
1917         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1918                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1919                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1920                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1921                                          current->memcg_oom_order);
1922         } else {
1923                 schedule();
1924                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1925                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1926         }
1927
1928         if (locked) {
1929                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1930                 /*
1931                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1932                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1933                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1934                  */
1935                 memcg_oom_recover(memcg);
1936         }
1937 cleanup:
1938         current->memcg_in_oom = NULL;
1939         css_put(&memcg->css);
1940         return true;
1941 }
1942
1943 /**
1944  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1945  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1946  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1947  *
1948  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1949  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1950  *
1951  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1952  */
1953 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1954                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1955 {
1956         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1957         struct mem_cgroup *memcg;
1958
1959         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1960                 return NULL;
1961
1962         if (!oom_domain)
1963                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1964
1965         rcu_read_lock();
1966
1967         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1968         if (memcg == root_mem_cgroup)
1969                 goto out;
1970
1971         /*
1972          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1973          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1974          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1975          */
1976         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1977                 goto out;
1978
1979         /*
1980          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1981          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1982          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1983          */
1984         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1985                 if (memcg->oom_group)
1986                         oom_group = memcg;
1987
1988                 if (memcg == oom_domain)
1989                         break;
1990         }
1991
1992         if (oom_group)
1993                 css_get(&oom_group->css);
1994 out:
1995         rcu_read_unlock();
1996
1997         return oom_group;
1998 }
1999
2000 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2001 {
2002         pr_info("Tasks in ");
2003         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2004         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2005 }
2006
2007 /**
2008  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2009  * @page: the page
2010  *
2011  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2012  * another cgroup.
2013  *
2014  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
2015  * for the lifetime of the page.
2016  */
2017 void lock_page_memcg(struct page *page)
2018 {
2019         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2020         struct mem_cgroup *memcg;
2021         unsigned long flags;
2022
2023         /*
2024          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2025          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2026          * because page moving starts with an RCU grace period.
2027          */
2028         rcu_read_lock();
2029
2030         if (mem_cgroup_disabled())
2031                 return;
2032 again:
2033         memcg = page_memcg(head);
2034         if (unlikely(!memcg))
2035                 return;
2036
2037 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2038         local_irq_save(flags);
2039         might_lock(&memcg->move_lock);
2040         local_irq_restore(flags);
2041 #endif
2042
2043         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2044                 return;
2045
2046         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2047         if (memcg != page_memcg(head)) {
2048                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2049                 goto again;
2050         }
2051
2052         /*
2053          * When charge migration first begins, we can have multiple
2054          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2055          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2056          * move_lock for unlock_page_memcg().
2057          */
2058         memcg->move_lock_task = current;
2059         memcg->move_lock_flags = flags;
2060 }
2061 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2062
2063 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2064 {
2065         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2066                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2067
2068                 memcg->move_lock_task = NULL;
2069                 memcg->move_lock_flags = 0;
2070
2071                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2072         }
2073
2074         rcu_read_unlock();
2075 }
2076
2077 /**
2078  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2079  * @page: the page
2080  */
2081 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2082 {
2083         struct page *head = compound_head(page);
2084
2085         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2086 }
2087 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2088
2089 struct obj_stock {
2090 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2091         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2092         struct pglist_data *cached_pgdat;
2093         unsigned int nr_bytes;
2094         int nr_slab_reclaimable_b;
2095         int nr_slab_unreclaimable_b;
2096 #else
2097         int dummy[0];
2098 #endif
2099 };
2100
2101 struct memcg_stock_pcp {
2102         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2103         unsigned int nr_pages;
2104         struct obj_stock task_obj;
2105         struct obj_stock irq_obj;
2106
2107         struct work_struct work;
2108         unsigned long flags;
2109 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2110 };
2111 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2112 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2113
2114 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2115 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2116 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2117                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2118
2119 #else
2120 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2121 {
2122 }
2123 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2124                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2125 {
2126         return false;
2127 }
2128 #endif
2129
2130 /*
2131  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2132  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2133  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2134  * task context and interrupt context access respectively.
2135  *
2136  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2137  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2138  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2139  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2140  */
2141 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2142 {
2143         struct memcg_stock_pcp *stock;
2144
2145         if (likely(in_task())) {
2146                 *pflags = 0UL;
2147                 preempt_disable();
2148                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2149                 return &stock->task_obj;
2150         }
2151
2152         local_irq_save(*pflags);
2153         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2154         return &stock->irq_obj;
2155 }
2156
2157 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2158 {
2159         if (likely(in_task()))
2160                 preempt_enable();
2161         else
2162                 local_irq_restore(flags);
2163 }
2164
2165 /**
2166  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2167  * @memcg: memcg to consume from.
2168  * @nr_pages: how many pages to charge.
2169  *
2170  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2171  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2172  * service an allocation will refill the stock.
2173  *
2174  * returns true if successful, false otherwise.
2175  */
2176 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2177 {
2178         struct memcg_stock_pcp *stock;
2179         unsigned long flags;
2180         bool ret = false;
2181
2182         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2183                 return ret;
2184
2185         local_irq_save(flags);
2186
2187         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2188         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2189                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2190                 ret = true;
2191         }
2192
2193         local_irq_restore(flags);
2194
2195         return ret;
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2200  */
2201 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2202 {
2203         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2204
2205         if (!old)
2206                 return;
2207
2208         if (stock->nr_pages) {
2209                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2210                 if (do_memsw_account())
2211                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2212                 stock->nr_pages = 0;
2213         }
2214
2215         css_put(&old->css);
2216         stock->cached = NULL;
2217 }
2218
2219 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2220 {
2221         struct memcg_stock_pcp *stock;
2222         unsigned long flags;
2223
2224         /*
2225          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2226          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2227          * here with IRQ disabled
2228          */
2229         local_irq_save(flags);
2230
2231         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2232         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2233         if (in_task())
2234                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2235         drain_stock(stock);
2236         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2237
2238         local_irq_restore(flags);
2239 }
2240
2241 /*
2242  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2243  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2244  */
2245 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2246 {
2247         struct memcg_stock_pcp *stock;
2248         unsigned long flags;
2249
2250         local_irq_save(flags);
2251
2252         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2253         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2254                 drain_stock(stock);
2255                 css_get(&memcg->css);
2256                 stock->cached = memcg;
2257         }
2258         stock->nr_pages += nr_pages;
2259
2260         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2261                 drain_stock(stock);
2262
2263         local_irq_restore(flags);
2264 }
2265
2266 /*
2267  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2268  * of the hierarchy under it.
2269  */
2270 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2271 {
2272         int cpu, curcpu;
2273
2274         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2275         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2276                 return;
2277         /*
2278          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2279          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2280          * as well as workers from this path always operate on the local
2281          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2282          */
2283         curcpu = get_cpu();
2284         for_each_online_cpu(cpu) {
2285                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2286                 struct mem_cgroup *memcg;
2287                 bool flush = false;
2288
2289                 rcu_read_lock();
2290                 memcg = stock->cached;
2291                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2292                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2293                         flush = true;
2294                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2295                         flush = true;
2296                 rcu_read_unlock();
2297
2298                 if (flush &&
2299                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2300                         if (cpu == curcpu)
2301                                 drain_local_stock(&stock->work);
2302                         else
2303                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2304                 }
2305         }
2306         put_cpu();
2307         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2308 }
2309
2310 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2311 {
2312         struct memcg_stock_pcp *stock;
2313
2314         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2315         drain_stock(stock);
2316
2317         return 0;
2318 }
2319
2320 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2321                                   unsigned int nr_pages,
2322                                   gfp_t gfp_mask)
2323 {
2324         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2325
2326         do {
2327                 unsigned long pflags;
2328
2329                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2330                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2331                         continue;
2332
2333                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2334
2335                 psi_memstall_enter(&pflags);
2336                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2337                                                              gfp_mask, true);
2338                 psi_memstall_leave(&pflags);
2339         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2340                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2341
2342         return nr_reclaimed;
2343 }
2344
2345 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2346 {
2347         struct mem_cgroup *memcg;
2348
2349         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2350         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2351 }
2352
2353 /*
2354  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2355  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2356  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2357  */
2358 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2359
2360 /*
2361  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2362  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2363  * below.
2364  *
2365  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2366  *   overage ratio to a delay.
2367  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2368  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2369  *   to produce a reasonable delay curve.
2370  *
2371  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2372  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2373  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2374  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2375  * example, with a high of 100 megabytes:
2376  *
2377  *  +-------+------------------------+
2378  *  | usage | time to allocate in ms |
2379  *  +-------+------------------------+
2380  *  | 100M  |                      0 |
2381  *  | 101M  |                      6 |
2382  *  | 102M  |                     25 |
2383  *  | 103M  |                     57 |
2384  *  | 104M  |                    102 |
2385  *  | 105M  |                    159 |
2386  *  | 106M  |                    230 |
2387  *  | 107M  |                    313 |
2388  *  | 108M  |                    409 |
2389  *  | 109M  |                    518 |
2390  *  | 110M  |                    639 |
2391  *  | 111M  |                    774 |
2392  *  | 112M  |                    921 |
2393  *  | 113M  |                   1081 |
2394  *  | 114M  |                   1254 |
2395  *  | 115M  |                   1439 |
2396  *  | 116M  |                   1638 |
2397  *  | 117M  |                   1849 |
2398  *  | 118M  |                   2000 |
2399  *  | 119M  |                   2000 |
2400  *  | 120M  |                   2000 |
2401  *  +-------+------------------------+
2402  */
2403  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2404  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2405
2406 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2407 {
2408         u64 overage;
2409
2410         if (usage <= high)
2411                 return 0;
2412
2413         /*
2414          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2415          * it was a threshold of 1 page
2416          */
2417         high = max(high, 1UL);
2418
2419         overage = usage - high;
2420         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2421         return div64_u64(overage, high);
2422 }
2423
2424 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2425 {
2426         u64 overage, max_overage = 0;
2427
2428         do {
2429                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2430                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2431                 max_overage = max(overage, max_overage);
2432         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2433                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2434
2435         return max_overage;
2436 }
2437
2438 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2439 {
2440         u64 overage, max_overage = 0;
2441
2442         do {
2443                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2444                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2445                 if (overage)
2446                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2447                 max_overage = max(overage, max_overage);
2448         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2449                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2450
2451         return max_overage;
2452 }
2453
2454 /*
2455  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2456  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2457  */
2458 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2459                                           unsigned int nr_pages,
2460                                           u64 max_overage)
2461 {
2462         unsigned long penalty_jiffies;
2463
2464         if (!max_overage)
2465                 return 0;
2466
2467         /*
2468          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2469          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2470          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2471          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2472          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2473          * overage amount.
2474          */
2475         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2476         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2477         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2478
2479         /*
2480          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2481          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2482          * 4N-sized allocation.
2483          *
2484          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2485          * larger the current charge patch is than that.
2486          */
2487         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2488 }
2489
2490 /*
2491  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2492  * and reclaims memory over the high limit.
2493  */
2494 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2495 {
2496         unsigned long penalty_jiffies;
2497         unsigned long pflags;
2498         unsigned long nr_reclaimed;
2499         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2500         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2501         struct mem_cgroup *memcg;
2502         bool in_retry = false;
2503
2504         if (likely(!nr_pages))
2505                 return;
2506
2507         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2508         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2509
2510 retry_reclaim:
2511         /*
2512          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2513          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2514          * or breaching resource isolation.
2515          *
2516          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2517          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2518          * allocator run every time an allocation is made.
2519          */
2520         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2521                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2522                                     GFP_KERNEL);
2523
2524         /*
2525          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2526          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2527          */
2528         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2529                                                mem_find_max_overage(memcg));
2530
2531         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2532                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2533
2534         /*
2535          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2536          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2537          * extremely slowly.
2538          */
2539         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2540
2541         /*
2542          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2543          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2544          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2545          * been aggressively reclaimed enough yet.
2546          */
2547         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2548                 goto out;
2549
2550         /*
2551          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2552          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2553          * throttling.
2554          */
2555         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2556                 in_retry = true;
2557                 goto retry_reclaim;
2558         }
2559
2560         /*
2561          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2562          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2563          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2564          */
2565         psi_memstall_enter(&pflags);
2566         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2567         psi_memstall_leave(&pflags);
2568
2569 out:
2570         css_put(&memcg->css);
2571 }
2572
2573 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2574                         unsigned int nr_pages)
2575 {
2576         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2577         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2578         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2579         struct page_counter *counter;
2580         enum oom_status oom_status;
2581         unsigned long nr_reclaimed;
2582         bool may_swap = true;
2583         bool drained = false;
2584         unsigned long pflags;
2585
2586 retry:
2587         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2588                 return 0;
2589
2590         if (!do_memsw_account() ||
2591             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2592                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2593                         goto done_restock;
2594                 if (do_memsw_account())
2595                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2596                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2597         } else {
2598                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2599                 may_swap = false;
2600         }
2601
2602         if (batch > nr_pages) {
2603                 batch = nr_pages;
2604                 goto retry;
2605         }
2606
2607         /*
2608          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2609          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2610          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2611          * and let these go through as privileged allocations.
2612          */
2613         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2614                 goto force;
2615
2616         /*
2617          * Unlike in global OOM situations, memcg is not in a physical
2618          * memory shortage.  Allow dying and OOM-killed tasks to
2619          * bypass the last charges so that they can exit quickly and
2620          * free their memory.
2621          */
2622         if (unlikely(should_force_charge()))
2623                 goto force;
2624
2625         /*
2626          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2627          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2628          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2629          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2630          */
2631         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2632                 goto force;
2633
2634         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2635                 goto nomem;
2636
2637         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2638                 goto nomem;
2639
2640         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2641
2642         psi_memstall_enter(&pflags);
2643         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2644                                                     gfp_mask, may_swap);
2645         psi_memstall_leave(&pflags);
2646
2647         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2648                 goto retry;
2649
2650         if (!drained) {
2651                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2652                 drained = true;
2653                 goto retry;
2654         }
2655
2656         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2657                 goto nomem;
2658         /*
2659          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2660          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2661          * before killing the task.
2662          *
2663          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2664          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2665          * to regular pages anyway in case of failure.
2666          */
2667         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2668                 goto retry;
2669         /*
2670          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2671          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2672          */
2673         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2674                 goto retry;
2675
2676         if (nr_retries--)
2677                 goto retry;
2678
2679         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2680                 goto nomem;
2681
2682         if (fatal_signal_pending(current))
2683                 goto force;
2684
2685         /*
2686          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2687          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2688          * couldn't make any progress.
2689          */
2690         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2691                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2692         switch (oom_status) {
2693         case OOM_SUCCESS:
2694                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2695                 goto retry;
2696         case OOM_FAILED:
2697                 goto force;
2698         default:
2699                 goto nomem;
2700         }
2701 nomem:
2702         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2703                 return -ENOMEM;
2704 force:
2705         /*
2706          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2707          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2708          * temporarily by force charging it.
2709          */
2710         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2711         if (do_memsw_account())
2712                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2713
2714         return 0;
2715
2716 done_restock:
2717         if (batch > nr_pages)
2718                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2719
2720         /*
2721          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2722          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2723          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2724          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2725          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2726          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2727          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2728          */
2729         do {
2730                 bool mem_high, swap_high;
2731
2732                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2733                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2734                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2735                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2736
2737                 /* Don't bother a random interrupted task */
2738                 if (in_interrupt()) {
2739                         if (mem_high) {
2740                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2741                                 break;
2742                         }
2743                         continue;
2744                 }
2745
2746                 if (mem_high || swap_high) {
2747                         /*
2748                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2749                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2750                          * of the memory or swap footprints.
2751                          *
2752                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2753                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2754                          * based on how much each task is actually allocating.
2755                          */
2756                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2757                         set_notify_resume(current);
2758                         break;
2759                 }
2760         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2761
2762         return 0;
2763 }
2764
2765 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2766                              unsigned int nr_pages)
2767 {
2768         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2769                 return 0;
2770
2771         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2772 }
2773
2774 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2775 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2776 {
2777         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2778                 return;
2779
2780         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2781         if (do_memsw_account())
2782                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2783 }
2784 #endif
2785
2786 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2787 {
2788         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2789         /*
2790          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2791          *
2792          * - the page lock
2793          * - LRU isolation
2794          * - lock_page_memcg()
2795          * - exclusive reference
2796          */
2797         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2798 }
2799
2800 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2801 {
2802         struct mem_cgroup *memcg;
2803
2804         rcu_read_lock();
2805 retry:
2806         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2807         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2808                 goto retry;
2809         rcu_read_unlock();
2810
2811         return memcg;
2812 }
2813
2814 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2815 /*
2816  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2817  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2818  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2819  */
2820 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2821
2822 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2823                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2824 {
2825         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2826         unsigned long memcg_data;
2827         void *vec;
2828
2829         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2830         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2831                            page_to_nid(page));
2832         if (!vec)
2833                 return -ENOMEM;
2834
2835         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2836         if (new_page) {
2837                 /*
2838                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2839                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2840                  * memcg_data can be simply assigned.
2841                  */
2842                 page->memcg_data = memcg_data;
2843         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2844                 /*
2845                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2846                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2847                  * objcg vector should be reused.
2848                  */
2849                 kfree(vec);
2850                 return 0;
2851         }
2852
2853         kmemleak_not_leak(vec);
2854         return 0;
2855 }
2856
2857 /*
2858  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2859  *
2860  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2861  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2862  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2863  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2864  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2865  *
2866  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2867  * cgroup_mutex, etc.
2868  */
2869 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2870 {
2871         struct page *page;
2872
2873         if (mem_cgroup_disabled())
2874                 return NULL;
2875
2876         page = virt_to_head_page(p);
2877
2878         /*
2879          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2880          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2881          * the page->obj_cgroups.
2882          */
2883         if (page_objcgs_check(page)) {
2884                 struct obj_cgroup *objcg;
2885                 unsigned int off;
2886
2887                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2888                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2889                 if (objcg)
2890                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2891
2892                 return NULL;
2893         }
2894
2895         /*
2896          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2897          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2898          * at that moment, but it can be set concurrently.
2899          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2900          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2901          */
2902         return page_memcg_check(page);
2903 }
2904
2905 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2906 {
2907         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2908         struct mem_cgroup *memcg;
2909
2910         if (memcg_kmem_bypass())
2911                 return NULL;
2912
2913         rcu_read_lock();
2914         if (unlikely(active_memcg()))
2915                 memcg = active_memcg();
2916         else
2917                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2918
2919         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2920                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2921                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2922                         break;
2923                 objcg = NULL;
2924         }
2925         rcu_read_unlock();
2926
2927         return objcg;
2928 }
2929
2930 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2931 {
2932         int id, size;
2933         int err;
2934
2935         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2936                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2937         if (id < 0)
2938                 return id;
2939
2940         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2941                 return id;
2942
2943         /*
2944          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2945          * so we have to grow them.
2946          */
2947         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2948
2949         size = 2 * (id + 1);
2950         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2951                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2952         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2953                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2954
2955         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2956         if (!err)
2957                 memcg_nr_cache_ids = size;
2958
2959         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2960
2961         if (err) {
2962                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2963                 return err;
2964         }
2965         return id;
2966 }
2967
2968 static void memcg_free_cache_id(int id)
2969 {
2970         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2971 }
2972
2973 /*
2974  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2975  * @objcg: object cgroup to uncharge
2976  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2977  */
2978 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2979                                       unsigned int nr_pages)
2980 {
2981         struct mem_cgroup *memcg;
2982
2983         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2984
2985         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2986                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2987         refill_stock(memcg, nr_pages);
2988
2989         css_put(&memcg->css);
2990 }
2991
2992 /*
2993  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2994  * @objcg: object cgroup to charge
2995  * @gfp: reclaim mode
2996  * @nr_pages: number of pages to charge
2997  *
2998  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2999  */
3000 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3001                                    unsigned int nr_pages)
3002 {
3003         struct page_counter *counter;
3004         struct mem_cgroup *memcg;
3005         int ret;
3006
3007         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3008
3009         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3010         if (ret)
3011                 goto out;
3012
3013         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3014             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3015
3016                 /*
3017                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3018                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3019                  * handling code.
3020                  */
3021                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3022                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3023                         goto out;
3024                 }
3025                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3026                 ret = -ENOMEM;
3027         }
3028 out:
3029         css_put(&memcg->css);
3030
3031         return ret;
3032 }
3033
3034 /**
3035  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3036  * @page: page to charge
3037  * @gfp: reclaim mode
3038  * @order: allocation order
3039  *
3040  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3041  */
3042 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3043 {
3044         struct obj_cgroup *objcg;
3045         int ret = 0;
3046
3047         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3048         if (objcg) {
3049                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3050                 if (!ret) {
3051                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3052                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3053                         return 0;
3054                 }
3055                 obj_cgroup_put(objcg);
3056         }
3057         return ret;
3058 }
3059
3060 /**
3061  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3062  * @page: page to uncharge
3063  * @order: allocation order
3064  */
3065 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3066 {
3067         struct obj_cgroup *objcg;
3068         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3069
3070         if (!PageMemcgKmem(page))
3071                 return;
3072
3073         objcg = __page_objcg(page);
3074         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3075         page->memcg_data = 0;
3076         obj_cgroup_put(objcg);
3077 }
3078
3079 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3080                      enum node_stat_item idx, int nr)
3081 {
3082         unsigned long flags;
3083         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3084         int *bytes;
3085
3086         /*
3087          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3088          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3089          * changes.
3090          */
3091         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3092                 drain_obj_stock(stock);
3093                 obj_cgroup_get(objcg);
3094                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3095                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3096                 stock->cached_objcg = objcg;
3097                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3098         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3099                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3100                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3101
3102                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3103                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3104                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3105                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3106                 }
3107                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3108                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3109                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3110                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3111                 }
3112                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3113         }
3114
3115         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3116                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3117         /*
3118          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3119          * cached locally at least once before pushing it out.
3120          */
3121         if (!*bytes) {
3122                 *bytes = nr;
3123                 nr = 0;
3124         } else {
3125                 *bytes += nr;
3126                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3127                         nr = *bytes;
3128                         *bytes = 0;
3129                 } else {
3130                         nr = 0;
3131                 }
3132         }
3133         if (nr)
3134                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3135
3136         put_obj_stock(flags);
3137 }
3138
3139 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3140 {
3141         unsigned long flags;
3142         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3143         bool ret = false;
3144
3145         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3146                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3147                 ret = true;
3148         }
3149
3150         put_obj_stock(flags);
3151
3152         return ret;
3153 }
3154
3155 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3156 {
3157         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3158
3159         if (!old)
3160                 return;
3161
3162         if (stock->nr_bytes) {
3163                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3164                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3165
3166                 if (nr_pages)
3167                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3168
3169                 /*
3170                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3171                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3172                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3173                  * refill_obj_stock().
3174                  *
3175                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3176                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3177                  * so it might be changed in the future.
3178                  */
3179                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3180                 stock->nr_bytes = 0;
3181         }
3182
3183         /*
3184          * Flush the vmstat data in current stock
3185          */
3186         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3187                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3188                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3189                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3190                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3191                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3192                 }
3193                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3194                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3195                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3196                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3197                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3198                 }
3199                 stock->cached_pgdat = NULL;
3200         }
3201
3202         obj_cgroup_put(old);
3203         stock->cached_objcg = NULL;
3204 }
3205
3206 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3207                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3208 {
3209         struct mem_cgroup *memcg;
3210
3211         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3212                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3213                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3214                         return true;
3215         }
3216         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3217                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3218                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3219                         return true;
3220         }
3221
3222         return false;
3223 }
3224
3225 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3226                              bool allow_uncharge)
3227 {
3228         unsigned long flags;
3229         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3230         unsigned int nr_pages = 0;
3231
3232         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3233                 drain_obj_stock(stock);
3234                 obj_cgroup_get(objcg);
3235                 stock->cached_objcg = objcg;
3236                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3237                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3238                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3239         }
3240         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3241
3242         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3243                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3244                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3245         }
3246
3247         put_obj_stock(flags);
3248
3249         if (nr_pages)
3250                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3251 }
3252
3253 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3254 {
3255         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3256         int ret;
3257
3258         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3259                 return 0;
3260
3261         /*
3262          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3263          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3264          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3265          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3266          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3267          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3268          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3269          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3270          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3271          *
3272          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3273          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3274          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3275          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3276          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3277          * page uncharge right after a page charge, we set the
3278          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3279          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3280          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3281          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3282          * race.
3283          */
3284         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3285         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3286
3287         if (nr_bytes)
3288                 nr_pages += 1;
3289
3290         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3291         if (!ret && nr_bytes)
3292                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3293
3294         return ret;
3295 }
3296
3297 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3298 {
3299         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3300 }
3301
3302 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3303
3304 /*
3305  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3306  */
3307 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3308 {
3309         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3310         int i;
3311
3312         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3313                 return;
3314
3315         for (i = 1; i < nr; i++)
3316                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3317
3318         if (PageMemcgKmem(head))
3319                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3320         else
3321                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3322 }
3323
3324 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3325 /**
3326  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3327  * @entry: swap entry to be moved
3328  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3329  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3330  *
3331  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3332  * as the mem_cgroup's id of @from.
3333  *
3334  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3335  *
3336  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3337  * both res and memsw, and called css_get().
3338  */
3339 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3340                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3341 {
3342         unsigned short old_id, new_id;
3343
3344         old_id = mem_cgroup_id(from);
3345         new_id = mem_cgroup_id(to);
3346
3347         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3348                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3349                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3350                 return 0;
3351         }
3352         return -EINVAL;
3353 }
3354 #else
3355 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3356                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3357 {
3358         return -EINVAL;
3359 }
3360 #endif
3361
3362 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3363
3364 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3365                                  unsigned long max, bool memsw)
3366 {
3367         bool enlarge = false;
3368         bool drained = false;
3369         int ret;
3370         bool limits_invariant;
3371         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3372
3373         do {
3374                 if (signal_pending(current)) {
3375                         ret = -EINTR;
3376                         break;
3377                 }
3378
3379                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3380                 /*
3381                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3382                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3383                  */
3384                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3385                                            max <= memcg->memsw.max;
3386                 if (!limits_invariant) {
3387                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3388                         ret = -EINVAL;
3389                         break;
3390                 }
3391                 if (max > counter->max)
3392                         enlarge = true;
3393                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3394                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3395
3396                 if (!ret)
3397                         break;
3398
3399                 if (!drained) {
3400                         drain_all_stock(memcg);
3401                         drained = true;
3402                         continue;
3403                 }
3404
3405                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3406                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3407                         ret = -EBUSY;
3408                         break;
3409                 }
3410         } while (true);
3411
3412         if (!ret && enlarge)
3413                 memcg_oom_recover(memcg);
3414
3415         return ret;
3416 }
3417
3418 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3419                                             gfp_t gfp_mask,
3420                                             unsigned long *total_scanned)
3421 {
3422         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3423         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3424         unsigned long reclaimed;
3425         int loop = 0;
3426         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3427         unsigned long excess;
3428         unsigned long nr_scanned;
3429
3430         if (order > 0)
3431                 return 0;
3432
3433         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3434
3435         /*
3436          * Do not even bother to check the largest node if the root
3437          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3438          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3439          */
3440         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3441                 return 0;
3442
3443         /*
3444          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3445          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3446          * pressure
3447          */
3448         do {
3449                 if (next_mz)
3450                         mz = next_mz;
3451                 else
3452                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3453                 if (!mz)
3454                         break;
3455
3456                 nr_scanned = 0;
3457                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3458                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3459                 nr_reclaimed += reclaimed;
3460                 *total_scanned += nr_scanned;
3461                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3462                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3463
3464                 /*
3465                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3466                  * it is time to move on to the next cgroup
3467                  */
3468                 next_mz = NULL;
3469                 if (!reclaimed)
3470                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3471
3472                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3473                 /*
3474                  * One school of thought says that we should not add
3475                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3476                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3477                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3478                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3479                  * term TODO.
3480                  */
3481                 /* If excess == 0, no tree ops */
3482                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3483                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3484                 css_put(&mz->memcg->css);
3485                 loop++;
3486                 /*
3487                  * Could not reclaim anything and there are no more
3488                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3489                  * reclaiming anything.
3490                  */
3491                 if (!nr_reclaimed &&
3492                         (next_mz == NULL ||
3493                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3494                         break;
3495         } while (!nr_reclaimed);
3496         if (next_mz)
3497                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3498         return nr_reclaimed;
3499 }
3500
3501 /*
3502  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3503  *
3504  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3505  */
3506 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3507 {
3508         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3509
3510         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3511         lru_add_drain_all();
3512
3513         drain_all_stock(memcg);
3514
3515         /* try to free all pages in this cgroup */
3516         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3517                 int progress;
3518
3519                 if (signal_pending(current))
3520                         return -EINTR;
3521
3522                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3523                                                         GFP_KERNEL, true);
3524                 if (!progress) {
3525                         nr_retries--;
3526                         /* maybe some writeback is necessary */
3527                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3528                 }
3529
3530         }
3531
3532         return 0;
3533 }
3534
3535 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3536                                             char *buf, size_t nbytes,
3537                                             loff_t off)
3538 {
3539         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3540
3541         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3542                 return -EINVAL;
3543         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3544 }
3545
3546 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3547                                      struct cftype *cft)
3548 {
3549         return 1;
3550 }
3551
3552 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3553                                       struct cftype *cft, u64 val)
3554 {
3555         if (val == 1)
3556                 return 0;
3557
3558         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3559                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3560                      "depend on this functionality.\n");
3561
3562         return -EINVAL;
3563 }
3564
3565 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3566 {
3567         unsigned long val;
3568
3569         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3570                 mem_cgroup_flush_stats();
3571                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3572                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3573                 if (swap)
3574                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3575         } else {
3576                 if (!swap)
3577                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3578                 else
3579                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3580         }
3581         return val;
3582 }
3583
3584 enum {
3585         RES_USAGE,
3586         RES_LIMIT,
3587         RES_MAX_USAGE,
3588         RES_FAILCNT,
3589         RES_SOFT_LIMIT,
3590 };
3591
3592 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3593                                struct cftype *cft)
3594 {
3595         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3596         struct page_counter *counter;
3597
3598         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3599         case _MEM:
3600                 counter = &memcg->memory;
3601                 break;
3602         case _MEMSWAP:
3603                 counter = &memcg->memsw;
3604                 break;
3605         case _KMEM:
3606                 counter = &memcg->kmem;
3607                 break;
3608         case _TCP:
3609                 counter = &memcg->tcpmem;
3610                 break;
3611         default:
3612                 BUG();
3613         }
3614
3615         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3616         case RES_USAGE:
3617                 if (counter == &memcg->memory)
3618                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3619                 if (counter == &memcg->memsw)
3620                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3621                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3622         case RES_LIMIT:
3623                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3624         case RES_MAX_USAGE:
3625                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3626         case RES_FAILCNT:
3627                 return counter->failcnt;
3628         case RES_SOFT_LIMIT:
3629                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3630         default:
3631                 BUG();
3632         }
3633 }
3634
3635 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3636 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3637 {
3638         struct obj_cgroup *objcg;
3639         int memcg_id;
3640
3641         if (cgroup_memory_nokmem)
3642                 return 0;
3643
3644         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3645         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3646
3647         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3648         if (memcg_id < 0)
3649                 return memcg_id;
3650
3651         objcg = obj_cgroup_alloc();
3652         if (!objcg) {
3653                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3654                 return -ENOMEM;
3655         }
3656         objcg->memcg = memcg;
3657         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3658
3659         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3660
3661         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3662         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3663
3664         return 0;
3665 }
3666
3667 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3668 {
3669         struct cgroup_subsys_state *css;
3670         struct mem_cgroup *parent, *child;
3671         int kmemcg_id;
3672
3673         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3674                 return;
3675
3676         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3677
3678         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3679         if (!parent)
3680                 parent = root_mem_cgroup;
3681
3682         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3683
3684         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3685         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3686
3687         /*
3688          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3689          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3690          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3691          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3692          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3693          * memcg_drain_all_list_lrus().
3694          */
3695         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3696         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3697                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3698                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3699                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3700         }
3701         rcu_read_unlock();
3702
3703         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3704
3705         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3706 }
3707 #else
3708 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3709 {
3710         return 0;
3711 }
3712 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3713 {
3714 }
3715 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3716
3717 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3718                                  unsigned long max)
3719 {
3720         int ret;
3721
3722         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3723         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3724         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3725         return ret;
3726 }
3727
3728 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3729 {
3730         int ret;
3731
3732         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3733
3734         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3735         if (ret)
3736                 goto out;
3737
3738         if (!memcg->tcpmem_active) {
3739                 /*
3740                  * The active flag needs to be written after the static_key
3741                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3742                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3743                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3744                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3745                  *
3746                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3747                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3748                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3749                  * yet, we'll lose accounting.
3750                  *
3751                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3752                  * because when this value change, the code to process it is not
3753                  * patched in yet.
3754                  */
3755                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3756                 memcg->tcpmem_active = true;
3757         }
3758 out:
3759         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3760         return ret;
3761 }
3762
3763 /*
3764  * The user of this function is...
3765  * RES_LIMIT.
3766  */
3767 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3768                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3769 {
3770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3771         unsigned long nr_pages;
3772         int ret;
3773
3774         buf = strstrip(buf);
3775         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3776         if (ret)
3777                 return ret;
3778
3779         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3780         case RES_LIMIT:
3781                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3782                         ret = -EINVAL;
3783                         break;
3784                 }
3785                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3786                 case _MEM:
3787                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3788                         break;
3789                 case _MEMSWAP:
3790                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3791                         break;
3792                 case _KMEM:
3793                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3794                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3795                                      "depend on this functionality.\n");
3796                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3797                         break;
3798                 case _TCP:
3799                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3800                         break;
3801                 }
3802                 break;
3803         case RES_SOFT_LIMIT:
3804                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3805                 ret = 0;
3806                 break;
3807         }
3808         return ret ?: nbytes;
3809 }
3810
3811 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3812                                 size_t nbytes, loff_t off)
3813 {
3814         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3815         struct page_counter *counter;
3816
3817         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3818         case _MEM:
3819                 counter = &memcg->memory;
3820                 break;
3821         case _MEMSWAP:
3822                 counter = &memcg->memsw;
3823                 break;
3824         case _KMEM:
3825                 counter = &memcg->kmem;
3826                 break;
3827         case _TCP:
3828                 counter = &memcg->tcpmem;
3829                 break;
3830         default:
3831                 BUG();
3832         }
3833
3834         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3835         case RES_MAX_USAGE:
3836                 page_counter_reset_watermark(counter);
3837                 break;
3838         case RES_FAILCNT:
3839                 counter->failcnt = 0;
3840                 break;
3841         default:
3842                 BUG();
3843         }
3844
3845         return nbytes;
3846 }
3847
3848 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3849                                         struct cftype *cft)
3850 {
3851         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3852 }
3853
3854 #ifdef CONFIG_MMU
3855 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3856                                         struct cftype *cft, u64 val)
3857 {
3858         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3859
3860         if (val & ~MOVE_MASK)
3861                 return -EINVAL;
3862
3863         /*
3864          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3865          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3866          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3867          * affect task migrations starting after the change.
3868          */
3869         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3870         return 0;
3871 }
3872 #else
3873 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3874                                         struct cftype *cft, u64 val)
3875 {
3876         return -ENOSYS;
3877 }
3878 #endif
3879
3880 #ifdef CONFIG_NUMA
3881
3882 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3883 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3884 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3885
3886 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3887                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3888 {
3889         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3890         unsigned long nr = 0;
3891         enum lru_list lru;
3892
3893         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3894
3895         for_each_lru(lru) {
3896                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3897                         continue;
3898                 if (tree)
3899                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3900                 else
3901                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3902         }
3903         return nr;
3904 }
3905
3906 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3907                                              unsigned int lru_mask,
3908                                              bool tree)
3909 {
3910         unsigned long nr = 0;
3911         enum lru_list lru;
3912
3913         for_each_lru(lru) {
3914                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3915                         continue;
3916                 if (tree)
3917                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3918                 else
3919                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3920         }
3921         return nr;
3922 }
3923
3924 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3925 {
3926         struct numa_stat {
3927                 const char *name;
3928                 unsigned int lru_mask;
3929         };
3930
3931         static const struct numa_stat stats[] = {
3932                 { "total", LRU_ALL },
3933                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3934                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3935                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3936         };
3937         const struct numa_stat *stat;
3938         int nid;
3939         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3940
3941         mem_cgroup_flush_stats();
3942
3943         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3944                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3945                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3946                                                    false));
3947                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3948                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3949                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3950                                                         stat->lru_mask, false));
3951                 seq_putc(m, '\n');
3952         }
3953
3954         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3955
3956                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3957                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3958                                                    true));
3959                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3960                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3961                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3962                                                         stat->lru_mask, true));
3963                 seq_putc(m, '\n');
3964         }
3965
3966         return 0;
3967 }
3968 #endif /* CONFIG_NUMA */
3969
3970 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3971         NR_FILE_PAGES,
3972         NR_ANON_MAPPED,
3973 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3974         NR_ANON_THPS,
3975 #endif
3976         NR_SHMEM,
3977         NR_FILE_MAPPED,
3978         NR_FILE_DIRTY,
3979         NR_WRITEBACK,
3980         MEMCG_SWAP,
3981 };
3982
3983 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3984         "cache",
3985         "rss",
3986 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3987         "rss_huge",
3988 #endif
3989         "shmem",
3990         "mapped_file",
3991         "dirty",
3992         "writeback",
3993         "swap",
3994 };
3995
3996 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3997 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3998         PGPGIN,
3999         PGPGOUT,
4000         PGFAULT,
4001         PGMAJFAULT,
4002 };
4003
4004 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4005 {
4006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4007         unsigned long memory, memsw;
4008         struct mem_cgroup *mi;
4009         unsigned int i;
4010
4011         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4012
4013         mem_cgroup_flush_stats();
4014
4015         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4016                 unsigned long nr;
4017
4018                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4019                         continue;
4020                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4021                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4022         }
4023
4024         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4025                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4026                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4027
4028         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4029                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4030                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4031                            PAGE_SIZE);
4032
4033         /* Hierarchical information */
4034         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4035         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4036                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4037                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4038         }
4039         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4040                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4041         if (do_memsw_account())
4042                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4043                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4044
4045         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4046                 unsigned long nr;
4047
4048                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4049                         continue;
4050                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4051                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4052                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4053         }
4054
4055         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4056                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4057                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4058                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4059
4060         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4061                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4062                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4063                            PAGE_SIZE);
4064
4065 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4066         {
4067                 pg_data_t *pgdat;
4068                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4069                 unsigned long anon_cost = 0;
4070                 unsigned long file_cost = 0;
4071
4072                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4073                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4074
4075                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4076                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4077                 }
4078                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4079                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4080         }
4081 #endif
4082
4083         return 0;
4084 }
4085
4086 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4087                                       struct cftype *cft)
4088 {
4089         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4090
4091         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4092 }
4093
4094 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4095                                        struct cftype *cft, u64 val)
4096 {
4097         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4098
4099         if (val > 200)
4100                 return -EINVAL;
4101
4102         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4103                 memcg->swappiness = val;
4104         else
4105                 vm_swappiness = val;
4106
4107         return 0;
4108 }
4109
4110 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4111 {
4112         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4113         unsigned long usage;
4114         int i;
4115
4116         rcu_read_lock();
4117         if (!swap)
4118                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4119         else
4120                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4121
4122         if (!t)
4123                 goto unlock;
4124
4125         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4126
4127         /*
4128          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4129          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4130          * call of __mem_cgroup_threshold().
4131          */
4132         i = t->current_threshold;
4133
4134         /*
4135          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4136          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4137          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4138          * only one element of the array here.
4139          */
4140         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4141                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4142
4143         /* i = current_threshold + 1 */
4144         i++;
4145
4146         /*
4147          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4148          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4149          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4150          * only one element of the array here.
4151          */
4152         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4153                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4154
4155         /* Update current_threshold */
4156         t->current_threshold = i - 1;
4157 unlock:
4158         rcu_read_unlock();
4159 }
4160
4161 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4162 {
4163         while (memcg) {
4164                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4165                 if (do_memsw_account())
4166                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4167
4168                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4169         }
4170 }
4171
4172 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4173 {
4174         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4175         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4176
4177         if (_a->threshold > _b->threshold)
4178                 return 1;
4179
4180         if (_a->threshold < _b->threshold)
4181                 return -1;
4182
4183         return 0;
4184 }
4185
4186 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4187 {
4188         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4189
4190         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4191
4192         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4193                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4194
4195         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4196         return 0;
4197 }
4198
4199 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4200 {
4201         struct mem_cgroup *iter;
4202
4203         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4204                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4205 }
4206
4207 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4208         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4209 {
4210         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4211         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4212         unsigned long threshold;
4213         unsigned long usage;
4214         int i, size, ret;
4215
4216         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4217         if (ret)
4218                 return ret;
4219
4220         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4221
4222         if (type == _MEM) {
4223                 thresholds = &memcg->thresholds;
4224                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4225         } else if (type == _MEMSWAP) {
4226                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4227                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4228         } else
4229                 BUG();
4230
4231         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4232         if (thresholds->primary)
4233                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4234
4235         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4236
4237         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4238         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4239         if (!new) {
4240                 ret = -ENOMEM;
4241                 goto unlock;
4242         }
4243         new->size = size;
4244
4245         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4246         if (thresholds->primary)
4247                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4248                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4249
4250         /* Add new threshold */
4251         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4252         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4253
4254         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4255         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4256                         compare_thresholds, NULL);
4257
4258         /* Find current threshold */
4259         new->current_threshold = -1;
4260         for (i = 0; i < size; i++) {
4261                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4262                         /*
4263                          * new->current_threshold will not be used until
4264                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4265                          * it here.
4266                          */
4267                         ++new->current_threshold;
4268                 } else
4269                         break;
4270         }
4271
4272         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4273         kfree(thresholds->spare);
4274         thresholds->spare = thresholds->primary;
4275
4276         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4277
4278         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4279         synchronize_rcu();
4280
4281 unlock:
4282         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4283
4284         return ret;
4285 }
4286
4287 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4288         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4289 {
4290         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4291 }
4292
4293 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4294         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4295 {
4296         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4297 }
4298
4299 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4300         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4301 {
4302         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4303         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4304         unsigned long usage;
4305         int i, j, size, entries;
4306
4307         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4308
4309         if (type == _MEM) {
4310                 thresholds = &memcg->thresholds;
4311                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4312         } else if (type == _MEMSWAP) {
4313                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4314                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4315         } else
4316                 BUG();
4317
4318         if (!thresholds->primary)
4319                 goto unlock;
4320
4321         /* Check if a threshold crossed before removing */
4322         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4323
4324         /* Calculate new number of threshold */
4325         size = entries = 0;
4326         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4327                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4328                         size++;
4329                 else
4330                         entries++;
4331         }
4332
4333         new = thresholds->spare;
4334
4335         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4336         if (!entries)
4337                 goto unlock;
4338
4339         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4340         if (!size) {
4341                 kfree(new);
4342                 new = NULL;
4343                 goto swap_buffers;
4344         }
4345
4346         new->size = size;
4347
4348         /* Copy thresholds and find current threshold */
4349         new->current_threshold = -1;
4350         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4351                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4352                         continue;
4353
4354                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4355                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4356                         /*
4357                          * new->current_threshold will not be used
4358                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4359                          * it here.
4360                          */
4361                         ++new->current_threshold;
4362                 }
4363                 j++;
4364         }
4365
4366 swap_buffers:
4367         /* Swap primary and spare array */
4368         thresholds->spare = thresholds->primary;
4369
4370         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4371
4372         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4373         synchronize_rcu();
4374
4375         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4376         if (!new) {
4377                 kfree(thresholds->spare);
4378                 thresholds->spare = NULL;
4379         }
4380 unlock:
4381         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4382 }
4383
4384 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4385         struct eventfd_ctx *eventfd)
4386 {
4387         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4388 }
4389
4390 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4391         struct eventfd_ctx *eventfd)
4392 {
4393         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4394 }
4395
4396 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4397         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4398 {
4399         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4400
4401         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4402         if (!event)
4403                 return -ENOMEM;
4404
4405         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4406
4407         event->eventfd = eventfd;
4408         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4409
4410         /* already in OOM ? */
4411         if (memcg->under_oom)
4412                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4413         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4414
4415         return 0;
4416 }
4417
4418 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4419         struct eventfd_ctx *eventfd)
4420 {
4421         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4422
4423         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4424
4425         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4426                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4427                         list_del(&ev->list);
4428                         kfree(ev);
4429                 }
4430         }
4431
4432         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4433 }
4434
4435 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4436 {
4437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4438
4439         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4440         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4441         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4442                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4443         return 0;
4444 }
4445
4446 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4447         struct cftype *cft, u64 val)
4448 {
4449         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4450
4451         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4452         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4453                 return -EINVAL;
4454
4455         memcg->oom_kill_disable = val;
4456         if (!val)
4457                 memcg_oom_recover(memcg);
4458
4459         return 0;
4460 }
4461
4462 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4463
4464 #include <trace/events/writeback.h>
4465
4466 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4467 {
4468         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4469 }
4470
4471 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4472 {
4473         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4474 }
4475
4476 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4477 {
4478         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4479 }
4480
4481 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4482 {
4483         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4484
4485         if (!memcg->css.parent)
4486                 return NULL;
4487
4488         return &memcg->cgwb_domain;
4489 }
4490
4491 /**
4492  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4493  * @wb: bdi_writeback in question
4494  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4495  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4496  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4497  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4498  *
4499  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4500  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4501  * is a bit more involved.
4502  *
4503  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4504  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4505  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4506  * available memory in the system.  The caller should further cap
4507  * *@pheadroom accordingly.
4508  */
4509 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4510                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4511                          unsigned long *pwriteback)
4512 {
4513         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4514         struct mem_cgroup *parent;
4515
4516         mem_cgroup_flush_stats();
4517
4518         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4519         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4520         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4521                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4522
4523         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4524         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4525                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4526                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4527                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4528
4529                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4530                 memcg = parent;
4531         }
4532 }
4533
4534 /*
4535  * Foreign dirty flushing
4536  *
4537  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4538  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4539  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4540  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4541  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4542  * different cgroups isn't a common use-case.
4543  *
4544  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4545  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4546  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4547  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4548  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4549  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4550  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4551  * make writeback of the dirty pages happen.
4552  *
4553  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4554  * severely throttled after making some progress after each
4555  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4556  * completely idle.
4557  *
4558  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4559  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4560  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4561  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4562  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4563  *
4564  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4565  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4566  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4567  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4568  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4569  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4570  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4571  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4572  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4573  *
4574  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4575  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4576  * records are lockless and racy.
4577  */
4578 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4579                                              struct bdi_writeback *wb)
4580 {
4581         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4582         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4583         u64 now = get_jiffies_64();
4584         u64 oldest_at = now;
4585         int oldest = -1;
4586         int i;
4587
4588         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4589
4590         /*
4591          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4592          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4593          * written out.
4594          */
4595         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4596                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4597                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4598                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4599                         break;
4600                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4601                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4602                         oldest = i;
4603                         oldest_at = frn->at;
4604                 }
4605         }
4606
4607         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4608                 /*
4609                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4610                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4611                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4612                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4613                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4614                  */
4615                 unsigned long update_intv =
4616                         min_t(unsigned long, HZ,
4617                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4618
4619                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4620                         frn->at = now;
4621         } else if (oldest >= 0) {
4622                 /* replace the oldest free one */
4623                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4624                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4625                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4626                 frn->at = now;
4627         }
4628 }
4629
4630 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4631 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4632 {
4633         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4634         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4635         u64 now = jiffies_64;
4636         int i;
4637
4638         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4639                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4640
4641                 /*
4642                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4643                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4644                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4645                  * already one in flight.
4646                  */
4647                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4648                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4649                         frn->at = 0;
4650                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4651                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4652                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4653                                                &frn->done);
4654                 }
4655         }
4656 }
4657
4658 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4659
4660 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4661 {
4662         return 0;
4663 }
4664
4665 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4666 {
4667 }
4668
4669 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4670 {
4671 }
4672
4673 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4674
4675 /*
4676  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4677  *
4678  * "cgroup.event_control" implementation.
4679  *
4680  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4681  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4682  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4683  *
4684  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4685  * possible.
4686  */
4687
4688 /*
4689  * Unregister event and free resources.
4690  *
4691  * Gets called from workqueue.
4692  */
4693 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4694 {
4695         struct mem_cgroup_event *event =
4696                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4697         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4698
4699         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4700
4701         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4702
4703         /* Notify userspace the event is going away. */
4704         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4705
4706         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4707         kfree(event);
4708         css_put(&memcg->css);
4709 }
4710
4711 /*
4712  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4713  *
4714  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4715  */
4716 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4717                             int sync, void *key)
4718 {
4719         struct mem_cgroup_event *event =
4720                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4721         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4722         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4723
4724         if (flags & EPOLLHUP) {
4725                 /*
4726                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4727                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4728                  * for us.
4729                  *
4730                  * We can't race against event freeing since the other
4731                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4732                  * which we hold.
4733                  */
4734                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4735                 if (!list_empty(&event->list)) {
4736                         list_del_init(&event->list);
4737                         /*
4738                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4739                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4740                          */
4741                         schedule_work(&event->remove);
4742                 }
4743                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4744         }
4745
4746         return 0;
4747 }
4748
4749 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4750                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4751 {
4752         struct mem_cgroup_event *event =
4753                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4754
4755         event->wqh = wqh;
4756         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4757 }
4758
4759 /*
4760  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4761  *
4762  * Parse input and register new cgroup event handler.
4763  *
4764  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4765  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4766  */
4767 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4768                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4769 {
4770         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4771         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4772         struct mem_cgroup_event *event;
4773         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4774         unsigned int efd, cfd;
4775         struct fd efile;
4776         struct fd cfile;
4777         const char *name;
4778         char *endp;
4779         int ret;
4780
4781         buf = strstrip(buf);
4782
4783         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4784         if (*endp != ' ')
4785                 return -EINVAL;
4786         buf = endp + 1;
4787
4788         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4789         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4790                 return -EINVAL;
4791         buf = endp + 1;
4792
4793         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4794         if (!event)
4795                 return -ENOMEM;
4796
4797         event->memcg = memcg;
4798         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4799         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4800         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4801         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4802
4803         efile = fdget(efd);
4804         if (!efile.file) {
4805                 ret = -EBADF;
4806                 goto out_kfree;
4807         }
4808
4809         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4810         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4811                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4812                 goto out_put_efile;
4813         }
4814
4815         cfile = fdget(cfd);
4816         if (!cfile.file) {
4817                 ret = -EBADF;
4818                 goto out_put_eventfd;
4819         }
4820
4821         /* the process need read permission on control file */
4822         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4823         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4824         if (ret < 0)
4825                 goto out_put_cfile;
4826
4827         /*
4828          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4829          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4830          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4831          * is for compatibility anyway.
4832          *
4833          * DO NOT ADD NEW FILES.
4834          */
4835         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4836
4837         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4838                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4839                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4840         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4841                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4842                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4843         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4844                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4845                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4846         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4847                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4848                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4849         } else {
4850                 ret = -EINVAL;
4851                 goto out_put_cfile;
4852         }
4853
4854         /*
4855          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4856          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4857          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4858          */
4859         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4860                                                &memory_cgrp_subsys);
4861         ret = -EINVAL;
4862         if (IS_ERR(cfile_css))
4863                 goto out_put_cfile;
4864         if (cfile_css != css) {
4865                 css_put(cfile_css);
4866                 goto out_put_cfile;
4867         }
4868
4869         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4870         if (ret)
4871                 goto out_put_css;
4872
4873         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4874
4875         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4876         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4877         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4878
4879         fdput(cfile);
4880         fdput(efile);
4881
4882         return nbytes;
4883
4884 out_put_css:
4885         css_put(css);
4886 out_put_cfile:
4887         fdput(cfile);
4888 out_put_eventfd:
4889         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4890 out_put_efile:
4891         fdput(efile);
4892 out_kfree:
4893         kfree(event);
4894
4895         return ret;
4896 }
4897
4898 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4899         {
4900                 .name = "usage_in_bytes",
4901                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4902                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4903         },
4904         {
4905                 .name = "max_usage_in_bytes",
4906                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4907                 .write = mem_cgroup_reset,
4908                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4909         },
4910         {
4911                 .name = "limit_in_bytes",
4912                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4913                 .write = mem_cgroup_write,
4914                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4915         },
4916         {
4917                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4918                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4919                 .write = mem_cgroup_write,
4920                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4921         },
4922         {
4923                 .name = "failcnt",
4924                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4925                 .write = mem_cgroup_reset,
4926                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4927         },
4928         {
4929                 .name = "stat",
4930                 .seq_show = memcg_stat_show,
4931         },
4932         {
4933                 .name = "force_empty",
4934                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4935         },
4936         {
4937                 .name = "use_hierarchy",
4938                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4939                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4940         },
4941         {
4942                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4943                 .write = memcg_write_event_control,
4944                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4945         },
4946         {
4947                 .name = "swappiness",
4948                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4949                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4950         },
4951         {
4952                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4953                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4954                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4955         },
4956         {
4957                 .name = "oom_control",
4958                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4959                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4960                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4961         },
4962         {
4963                 .name = "pressure_level",
4964         },
4965 #ifdef CONFIG_NUMA
4966         {
4967                 .name = "numa_stat",
4968                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4969         },
4970 #endif
4971         {
4972                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4973                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4974                 .write = mem_cgroup_write,
4975                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4976         },
4977         {
4978                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4979                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4980                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4981         },
4982         {
4983                 .name = "kmem.failcnt",
4984                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4985                 .write = mem_cgroup_reset,
4986                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4987         },
4988         {
4989                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4991                 .write = mem_cgroup_reset,
4992                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4993         },
4994 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4995         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4996         {
4997                 .name = "kmem.slabinfo",
4998                 .seq_show = memcg_slab_show,
4999         },
5000 #endif
5001         {
5002                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5003                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5004                 .write = mem_cgroup_write,
5005                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5006         },
5007         {
5008                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5010                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5011         },
5012         {
5013                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5015                 .write = mem_cgroup_reset,
5016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5021                 .write = mem_cgroup_reset,
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5023         },
5024         { },    /* terminate */
5025 };
5026
5027 /*
5028  * Private memory cgroup IDR
5029  *
5030  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5031  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5032  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5033  * memory-controlled cgroups to 64k.
5034  *
5035  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5036  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5037  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5038  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5039  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5040  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5041  *
5042  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5043  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5044  * when the CSS is offlined.
5045  *
5046  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5047  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5048  * those references are manageable from userspace.
5049  */
5050
5051 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5052
5053 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5054 {
5055         if (memcg->id.id > 0) {
5056                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5057                 memcg->id.id = 0;
5058         }
5059 }
5060
5061 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5062                                                   unsigned int n)
5063 {
5064         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5065 }
5066
5067 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5068 {
5069         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5070                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5071
5072                 /* Memcg ID pins CSS */
5073                 css_put(&memcg->css);
5074         }
5075 }
5076
5077 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5078 {
5079         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5080 }
5081
5082 /**
5083  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5084  * @id: the memcg id to look up
5085  *
5086  * Caller must hold rcu_read_lock().
5087  */
5088 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5089 {
5090         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5091         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5092 }
5093
5094 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5095 {
5096         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5097         int tmp = node;
5098         /*
5099          * This routine is called against possible nodes.
5100          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5101          *
5102          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5103          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5104          *       function.
5105          */
5106         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5107                 tmp = -1;
5108         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5109         if (!pn)
5110                 return 1;
5111
5112         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5113                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5114         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5115                 kfree(pn);
5116                 return 1;
5117         }
5118
5119         lruvec_init(&pn->lruvec);
5120         pn->usage_in_excess = 0;
5121         pn->on_tree = false;
5122         pn->memcg = memcg;
5123
5124         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5125         return 0;
5126 }
5127
5128 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5129 {
5130         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5131
5132         if (!pn)
5133                 return;
5134
5135         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5136         kfree(pn);
5137 }
5138
5139 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5140 {
5141         int node;
5142
5143         for_each_node(node)
5144                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5145         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5146         kfree(memcg);
5147 }
5148
5149 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5150 {
5151         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5152         __mem_cgroup_free(memcg);
5153 }
5154
5155 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5156 {
5157         struct mem_cgroup *memcg;
5158         unsigned int size;
5159         int node;
5160         int __maybe_unused i;
5161         long error = -ENOMEM;
5162
5163         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5164         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5165
5166         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5167         if (!memcg)
5168                 return ERR_PTR(error);
5169
5170         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5171                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5172                                  GFP_KERNEL);
5173         if (memcg->id.id < 0) {
5174                 error = memcg->id.id;
5175                 goto fail;
5176         }
5177
5178         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5179                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5180         if (!memcg->vmstats_percpu)
5181                 goto fail;
5182
5183         for_each_node(node)
5184                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5185                         goto fail;
5186
5187         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5188                 goto fail;
5189
5190         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5191         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5192         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5193         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5194         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5195         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5196         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5197         memcg->socket_pressure = jiffies;
5198 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5199         memcg->kmemcg_id = -1;
5200         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5201 #endif
5202 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5203         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5204         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5205                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5206                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5207 #endif
5208 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5209         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5210         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5211         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5212 #endif
5213         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5214         return memcg;
5215 fail:
5216         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5217         __mem_cgroup_free(memcg);
5218         return ERR_PTR(error);
5219 }
5220
5221 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5222 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5223 {
5224         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5225         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5226         long error = -ENOMEM;
5227
5228         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5229         memcg = mem_cgroup_alloc();
5230         set_active_memcg(old_memcg);
5231         if (IS_ERR(memcg))
5232                 return ERR_CAST(memcg);
5233
5234         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5235         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5236         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5237         if (parent) {
5238                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5239                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5240
5241                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5242                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5243                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5244                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5245         } else {
5246                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5247                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5248                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5249                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5250
5251                 root_mem_cgroup = memcg;
5252                 return &memcg->css;
5253         }
5254
5255         /* The following stuff does not apply to the root */
5256         error = memcg_online_kmem(memcg);
5257         if (error)
5258                 goto fail;
5259
5260         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5261                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5262
5263         return &memcg->css;
5264 fail:
5265         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5266         mem_cgroup_free(memcg);
5267         return ERR_PTR(error);
5268 }
5269
5270 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5271 {
5272         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5273
5274         /*
5275          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5276          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5277          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5278          */
5279         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5280                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5281                 return -ENOMEM;
5282         }
5283
5284         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5285         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5286         css_get(css);
5287
5288         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5289                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5290                                    2UL*HZ);
5291         return 0;
5292 }
5293
5294 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5295 {
5296         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5297         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5298
5299         /*
5300          * Unregister events and notify userspace.
5301          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5302          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5303          */
5304         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5305         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5306                 list_del_init(&event->list);
5307                 schedule_work(&event->remove);
5308         }
5309         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5310
5311         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5312         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5313
5314         memcg_offline_kmem(memcg);
5315         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5316         wb_memcg_offline(memcg);
5317
5318         drain_all_stock(memcg);
5319
5320         mem_cgroup_id_put(memcg);
5321 }
5322
5323 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5324 {
5325         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5326
5327         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5328 }
5329
5330 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5331 {
5332         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5333         int __maybe_unused i;
5334
5335 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5336         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5337                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5338 #endif
5339         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5340                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5341
5342         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5343                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5344
5345         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5346         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5347         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5348         free_shrinker_info(memcg);
5349
5350         /* Need to offline kmem if online_css() fails */
5351         memcg_offline_kmem(memcg);
5352         mem_cgroup_free(memcg);
5353 }
5354
5355 /**
5356  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5357  * @css: the target css
5358  *
5359  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5360  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5361  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5362  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5363  * made visible again.
5364  *
5365  * The current implementation only resets the essential configurations.
5366  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5367  */
5368 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5369 {
5370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5371
5372         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5373         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5374         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5375         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5376         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5377         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5378         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5379         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5380         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5381         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5382 }
5383
5384 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5385 {
5386         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5387         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5388         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5389         long delta, v;
5390         int i, nid;
5391
5392         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5393
5394         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5395                 /*
5396                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5397                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5398                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5399                  */
5400                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5401                 if (delta)
5402                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5403
5404                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5405                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5406                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5407                         delta += v - statc->state_prev[i];
5408                         statc->state_prev[i] = v;
5409                 }
5410
5411                 if (!delta)
5412                         continue;
5413
5414                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5415                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5416                 if (parent)
5417                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5418         }
5419
5420         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5421                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5422                 if (delta)
5423                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5424
5425                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5426                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5427                         delta += v - statc->events_prev[i];
5428                         statc->events_prev[i] = v;
5429                 }
5430
5431                 if (!delta)
5432                         continue;
5433
5434                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5435                 if (parent)
5436                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5437         }
5438
5439         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5440                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5441                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5442                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5443
5444                 if (parent)
5445                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5446
5447                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5448
5449                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5450                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5451                         if (delta)
5452                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5453
5454                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5455                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5456                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5457                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5458                         }
5459
5460                         if (!delta)
5461                                 continue;
5462
5463                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5464                         if (ppn)
5465                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5466                 }
5467         }
5468 }
5469
5470 #ifdef CONFIG_MMU
5471 /* Handlers for move charge at task migration. */
5472 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5473 {
5474         int ret;
5475
5476         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5477         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5478         if (!ret) {
5479                 mc.precharge += count;
5480                 return ret;
5481         }
5482
5483         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5484         while (count--) {
5485                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5486                 if (ret)
5487                         return ret;
5488                 mc.precharge++;
5489                 cond_resched();
5490         }
5491         return 0;
5492 }
5493
5494 union mc_target {
5495         struct page     *page;
5496         swp_entry_t     ent;
5497 };
5498
5499 enum mc_target_type {
5500         MC_TARGET_NONE = 0,
5501         MC_TARGET_PAGE,
5502         MC_TARGET_SWAP,
5503         MC_TARGET_DEVICE,
5504 };
5505
5506 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5507                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5508 {
5509         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5510
5511         if (!page || !page_mapped(page))
5512                 return NULL;
5513         if (PageAnon(page)) {
5514                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5515                         return NULL;
5516         } else {
5517                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5518                         return NULL;
5519         }
5520         if (!get_page_unless_zero(page))
5521                 return NULL;
5522
5523         return page;
5524 }
5525
5526 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5527 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5528                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5529 {
5530         struct page *page = NULL;
5531         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5532
5533         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5534                 return NULL;
5535
5536         /*
5537          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5538          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5539          * as special swap entry in the CPU page table.
5540          */
5541         if (is_device_private_entry(ent)) {
5542                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5543                 /*
5544                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5545                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5546                  */
5547                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5548                         return NULL;
5549                 return page;
5550         }
5551
5552         if (non_swap_entry(ent))
5553                 return NULL;
5554
5555         /*
5556          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5557          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5558          */
5559         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5560         entry->val = ent.val;
5561
5562         return page;
5563 }
5564 #else
5565 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5566                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5567 {
5568         return NULL;
5569 }
5570 #endif
5571
5572 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5573                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5574 {
5575         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5576                 return NULL;
5577         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5578                 return NULL;
5579
5580         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5581         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5582         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5583                         linear_page_index(vma, addr));
5584 }
5585
5586 /**
5587  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5588  * @page: the page
5589  * @compound: charge the page as compound or small page
5590  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5591  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5592  *
5593  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5594  *
5595  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5596  * from old cgroup.
5597  */
5598 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5599                                    bool compound,
5600                                    struct mem_cgroup *from,
5601                                    struct mem_cgroup *to)
5602 {
5603         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5604         struct pglist_data *pgdat;
5605         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5606         int ret;
5607
5608         VM_BUG_ON(from == to);
5609         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5610         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5611
5612         /*
5613          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5614          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5615          */
5616         ret = -EBUSY;
5617         if (!trylock_page(page))
5618                 goto out;
5619
5620         ret = -EINVAL;
5621         if (page_memcg(page) != from)
5622                 goto out_unlock;
5623
5624         pgdat = page_pgdat(page);
5625         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5626         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5627
5628         lock_page_memcg(page);
5629
5630         if (PageAnon(page)) {
5631                 if (page_mapped(page)) {
5632                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5633                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5634                         if (PageTransHuge(page)) {
5635                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5636                                                    -nr_pages);
5637                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5638                                                    nr_pages);
5639                         }
5640                 }
5641         } else {
5642                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5643                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5644
5645                 if (PageSwapBacked(page)) {
5646                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5647                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5648                 }
5649
5650                 if (page_mapped(page)) {
5651                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5652                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5653                 }
5654
5655                 if (PageDirty(page)) {
5656                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5657
5658                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5659                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5660                                                    -nr_pages);
5661                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5662                                                    nr_pages);
5663                         }
5664                 }
5665         }
5666
5667         if (PageWriteback(page)) {
5668                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5669                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5670         }
5671
5672         /*
5673          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5674          *
5675          * It is safe to change page's memcg here because the page
5676          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5677          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5678          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5679          *
5680          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5681          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5682          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5683          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5684          */
5685         smp_mb();
5686
5687         css_get(&to->css);
5688         css_put(&from->css);
5689
5690         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5691
5692         __unlock_page_memcg(from);
5693
5694         ret = 0;
5695
5696         local_irq_disable();
5697         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5698         memcg_check_events(to, page);
5699         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5700         memcg_check_events(from, page);
5701         local_irq_enable();
5702 out_unlock:
5703         unlock_page(page);
5704 out:
5705         return ret;
5706 }
5707
5708 /**
5709  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5710  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5711  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5712  * @ptent: the pte to be checked
5713  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5714  *
5715  * Returns
5716  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5717  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5718  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5719  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5720  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5721  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5722  *     in target->ent.
5723  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5724  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5725  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5726  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5727  *     regular page.
5728  *
5729  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5730  *
5731  * Called with pte lock held.
5732  */
5733
5734 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5735                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5736 {
5737         struct page *page = NULL;
5738         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5739         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5740
5741         if (pte_present(ptent))
5742                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5743         else if (is_swap_pte(ptent))
5744                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5745         else if (pte_none(ptent))
5746                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
5747
5748         if (!page && !ent.val)
5749                 return ret;
5750         if (page) {
5751                 /*
5752                  * Do only loose check w/o serialization.
5753                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5754                  * not under LRU exclusion.
5755                  */
5756                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5757                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5758                         if (is_device_private_page(page))
5759                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5760                         if (target)
5761                                 target->page = page;
5762                 }
5763                 if (!ret || !target)
5764                         put_page(page);
5765         }
5766         /*
5767          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5768          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5769          */
5770         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5771             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5772                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5773                 if (target)
5774                         target->ent = ent;
5775         }
5776         return ret;
5777 }
5778
5779 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5780 /*
5781  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5782  * not support them for now.
5783  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5784  */
5785 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5786                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5787 {
5788         struct page *page = NULL;
5789         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5790
5791         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5792                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5793                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5794                 return ret;
5795         }
5796         page = pmd_page(pmd);
5797         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5798         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5799                 return ret;
5800         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5801                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5802                 if (target) {
5803                         get_page(page);
5804                         target->page = page;
5805                 }
5806         }
5807         return ret;
5808 }
5809 #else
5810 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5811                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5812 {
5813         return MC_TARGET_NONE;
5814 }
5815 #endif
5816
5817 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5818                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5819                                         struct mm_walk *walk)
5820 {
5821         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5822         pte_t *pte;
5823         spinlock_t *ptl;
5824
5825         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5826         if (ptl) {
5827                 /*
5828                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5829                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5830                  * this might change.
5831                  */
5832                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5833                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5834                 spin_unlock(ptl);
5835                 return 0;
5836         }
5837
5838         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5839                 return 0;
5840         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5841         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5842                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5843                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5844         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5845         cond_resched();
5846
5847         return 0;
5848 }
5849
5850 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5851         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5852 };
5853
5854 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5855 {
5856         unsigned long precharge;
5857
5858         mmap_read_lock(mm);
5859         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5860         mmap_read_unlock(mm);
5861
5862         precharge = mc.precharge;
5863         mc.precharge = 0;
5864
5865         return precharge;
5866 }
5867
5868 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5869 {
5870         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5871
5872         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5873         mc.moving_task = current;
5874         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5875 }
5876
5877 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5878 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5879 {
5880         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5881         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5882
5883         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5884         if (mc.precharge) {
5885                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5886                 mc.precharge = 0;
5887         }
5888         /*
5889          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5890          * we must uncharge here.
5891          */
5892         if (mc.moved_charge) {
5893                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5894                 mc.moved_charge = 0;
5895         }
5896         /* we must fixup refcnts and charges */
5897         if (mc.moved_swap) {
5898                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5899                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5900                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5901
5902                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5903
5904                 /*
5905                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5906                  * should uncharge to->memory.
5907                  */
5908                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5909                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5910
5911                 mc.moved_swap = 0;
5912         }
5913         memcg_oom_recover(from);
5914         memcg_oom_recover(to);
5915         wake_up_all(&mc.waitq);
5916 }
5917
5918 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5919 {
5920         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5921
5922         /*
5923          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5924          * task migration.
5925          */
5926         mc.moving_task = NULL;
5927         __mem_cgroup_clear_mc();
5928         spin_lock(&mc.lock);
5929         mc.from = NULL;
5930         mc.to = NULL;
5931         mc.mm = NULL;
5932         spin_unlock(&mc.lock);
5933
5934         mmput(mm);
5935 }
5936
5937 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5938 {
5939         struct cgroup_subsys_state *css;
5940         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5941         struct mem_cgroup *from;
5942         struct task_struct *leader, *p;
5943         struct mm_struct *mm;
5944         unsigned long move_flags;
5945         int ret = 0;
5946
5947         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5948         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5949                 return 0;
5950
5951         /*
5952          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5953          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5954          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5955          * multiple.
5956          */
5957         p = NULL;
5958         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5959                 WARN_ON_ONCE(p);
5960                 p = leader;
5961                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5962         }
5963         if (!p)
5964                 return 0;
5965
5966         /*
5967          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5968          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5969          * So we need to save it, and keep it going.
5970          */
5971         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5972         if (!move_flags)
5973                 return 0;
5974
5975         from = mem_cgroup_from_task(p);
5976
5977         VM_BUG_ON(from == memcg);
5978
5979         mm = get_task_mm(p);
5980         if (!mm)
5981                 return 0;
5982         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5983         if (mm->owner == p) {
5984                 VM_BUG_ON(mc.from);
5985                 VM_BUG_ON(mc.to);
5986                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5987                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5988                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5989
5990                 spin_lock(&mc.lock);
5991                 mc.mm = mm;
5992                 mc.from = from;
5993                 mc.to = memcg;
5994                 mc.flags = move_flags;
5995                 spin_unlock(&mc.lock);
5996                 /* We set mc.moving_task later */
5997
5998                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5999                 if (ret)
6000                         mem_cgroup_clear_mc();
6001         } else {
6002                 mmput(mm);
6003         }
6004         return ret;
6005 }
6006
6007 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6008 {
6009         if (mc.to)
6010                 mem_cgroup_clear_mc();
6011 }
6012
6013 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6014                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6015                                 struct mm_walk *walk)
6016 {
6017         int ret = 0;
6018         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6019         pte_t *pte;
6020         spinlock_t *ptl;
6021         enum mc_target_type target_type;
6022         union mc_target target;
6023         struct page *page;
6024
6025         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6026         if (ptl) {
6027                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6028                         spin_unlock(ptl);
6029                         return 0;
6030                 }
6031                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6032                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6033                         page = target.page;
6034                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6035                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6036                                                              mc.from, mc.to)) {
6037                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6038                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6039                                 }
6040                                 putback_lru_page(page);
6041                         }
6042                         put_page(page);
6043                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6044                         page = target.page;
6045                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6046                                                      mc.from, mc.to)) {
6047                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6048                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6049                         }
6050                         put_page(page);
6051                 }
6052                 spin_unlock(ptl);
6053                 return 0;
6054         }
6055
6056         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6057                 return 0;
6058 retry:
6059         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6060         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6061                 pte_t ptent = *(pte++);
6062                 bool device = false;
6063                 swp_entry_t ent;
6064
6065                 if (!mc.precharge)
6066                         break;
6067
6068                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6069                 case MC_TARGET_DEVICE:
6070                         device = true;
6071                         fallthrough;
6072                 case MC_TARGET_PAGE:
6073                         page = target.page;
6074                         /*
6075                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6076                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6077                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6078                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6079                          */
6080                         if (PageTransCompound(page))
6081                                 goto put;
6082                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6083                                 goto put;
6084                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6085                                                 mc.from, mc.to)) {
6086                                 mc.precharge--;
6087                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6088                                 mc.moved_charge++;
6089                         }
6090                         if (!device)
6091                                 putback_lru_page(page);
6092 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6093                         put_page(page);
6094                         break;
6095                 case MC_TARGET_SWAP:
6096                         ent = target.ent;
6097                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6098                                 mc.precharge--;
6099                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6100                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6101                                 mc.moved_swap++;
6102                         }
6103                         break;
6104                 default:
6105                         break;
6106                 }
6107         }
6108         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6109         cond_resched();
6110
6111         if (addr != end) {
6112                 /*
6113                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6114                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6115                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6116                  * phase.
6117                  */
6118                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6119                 if (!ret)
6120                         goto retry;
6121         }
6122
6123         return ret;
6124 }
6125
6126 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6127         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6128 };
6129
6130 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6131 {
6132         lru_add_drain_all();
6133         /*
6134          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6135          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6136          * for already started RCU-only updates to finish.
6137          */
6138         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6139         synchronize_rcu();
6140 retry:
6141         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6142                 /*
6143                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6144                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6145                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6146                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6147                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6148                  */
6149                 __mem_cgroup_clear_mc();
6150                 cond_resched();
6151                 goto retry;
6152         }
6153         /*
6154          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6155          * additional charge, the page walk just aborts.
6156          */
6157         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6158                         NULL);
6159
6160         mmap_read_unlock(mc.mm);
6161         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6162 }
6163
6164 static void mem_cgroup_move_task(void)
6165 {
6166         if (mc.to) {
6167                 mem_cgroup_move_charge();
6168                 mem_cgroup_clear_mc();
6169         }
6170 }
6171 #else   /* !CONFIG_MMU */
6172 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6173 {
6174         return 0;
6175 }
6176 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6177 {
6178 }
6179 static void mem_cgroup_move_task(void)
6180 {
6181 }
6182 #endif
6183
6184 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6185 {
6186         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6187                 seq_puts(m, "max\n");
6188         else
6189                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6190
6191         return 0;
6192 }
6193
6194 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6195                                struct cftype *cft)
6196 {
6197         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6198
6199         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6200 }
6201
6202 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6203 {
6204         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6205                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6206 }
6207
6208 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6209                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6210 {
6211         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6212         unsigned long min;
6213         int err;
6214
6215         buf = strstrip(buf);
6216         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6217         if (err)
6218                 return err;
6219
6220         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6221
6222         return nbytes;
6223 }
6224
6225 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6226 {
6227         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6228                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6229 }
6230
6231 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6232                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6233 {
6234         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6235         unsigned long low;
6236         int err;
6237
6238         buf = strstrip(buf);
6239         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6240         if (err)
6241                 return err;
6242
6243         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6244
6245         return nbytes;
6246 }
6247
6248 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6249 {
6250         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6251                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6252 }
6253
6254 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6255                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6256 {
6257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6258         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6259         bool drained = false;
6260         unsigned long high;
6261         int err;
6262
6263         buf = strstrip(buf);
6264         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6265         if (err)
6266                 return err;
6267
6268         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6269
6270         for (;;) {
6271                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6272                 unsigned long reclaimed;
6273
6274                 if (nr_pages <= high)
6275                         break;
6276
6277                 if (signal_pending(current))
6278                         break;
6279
6280                 if (!drained) {
6281                         drain_all_stock(memcg);
6282                         drained = true;
6283                         continue;
6284                 }
6285
6286                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6287                                                          GFP_KERNEL, true);
6288
6289                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6290                         break;
6291         }
6292
6293         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6294         return nbytes;
6295 }
6296
6297 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6298 {
6299         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6300                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6301 }
6302
6303 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6304                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6305 {
6306         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6307         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6308         bool drained = false;
6309         unsigned long max;
6310         int err;
6311
6312         buf = strstrip(buf);
6313         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6314         if (err)
6315                 return err;
6316
6317         xchg(&memcg->memory.max, max);
6318
6319         for (;;) {
6320                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6321
6322                 if (nr_pages <= max)
6323                         break;
6324
6325                 if (signal_pending(current))
6326                         break;
6327
6328                 if (!drained) {
6329                         drain_all_stock(memcg);
6330                         drained = true;
6331                         continue;
6332                 }
6333
6334                 if (nr_reclaims) {
6335                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6336                                                           GFP_KERNEL, true))
6337                                 nr_reclaims--;
6338                         continue;
6339                 }
6340
6341                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6342                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6343                         break;
6344         }
6345
6346         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6347         return nbytes;
6348 }
6349
6350 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6351 {
6352         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6353         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6354         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6355         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6356         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6357                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6358 }
6359
6360 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6361 {
6362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6363
6364         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6365         return 0;
6366 }
6367
6368 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6369 {
6370         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6371
6372         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6373         return 0;
6374 }
6375
6376 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6377 {
6378         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6379         char *buf;
6380
6381         buf = memory_stat_format(memcg);
6382         if (!buf)
6383                 return -ENOMEM;
6384         seq_puts(m, buf);
6385         kfree(buf);
6386         return 0;
6387 }
6388
6389 #ifdef CONFIG_NUMA
6390 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6391                                                      int item)
6392 {
6393         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6394 }
6395
6396 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6397 {
6398         int i;
6399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6400
6401         mem_cgroup_flush_stats();
6402
6403         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6404                 int nid;
6405
6406                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6407                         continue;
6408
6409                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6410                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6411                         u64 size;
6412                         struct lruvec *lruvec;
6413
6414                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6415                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6416                                                         memory_stats[i].idx);
6417                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6418                 }
6419                 seq_putc(m, '\n');
6420         }
6421
6422         return 0;
6423 }
6424 #endif
6425
6426 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6427 {
6428         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6429
6430         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6431
6432         return 0;
6433 }
6434
6435 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6436                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6437 {
6438         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6439         int ret, oom_group;
6440
6441         buf = strstrip(buf);
6442         if (!buf)
6443                 return -EINVAL;
6444
6445         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6446         if (ret)
6447                 return ret;
6448
6449         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6450                 return -EINVAL;
6451
6452         memcg->oom_group = oom_group;
6453
6454         return nbytes;
6455 }
6456
6457 static struct cftype memory_files[] = {
6458         {
6459                 .name = "current",
6460                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6461                 .read_u64 = memory_current_read,
6462         },
6463         {
6464                 .name = "min",
6465                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6466                 .seq_show = memory_min_show,
6467                 .write = memory_min_write,
6468         },
6469         {
6470                 .name = "low",
6471                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6472                 .seq_show = memory_low_show,
6473                 .write = memory_low_write,
6474         },
6475         {
6476                 .name = "high",
6477                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6478                 .seq_show = memory_high_show,
6479                 .write = memory_high_write,
6480         },
6481         {
6482                 .name = "max",
6483                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6484                 .seq_show = memory_max_show,
6485                 .write = memory_max_write,
6486         },
6487         {
6488                 .name = "events",
6489                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6490                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6491                 .seq_show = memory_events_show,
6492         },
6493         {
6494                 .name = "events.local",
6495                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6496                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6497                 .seq_show = memory_events_local_show,
6498         },
6499         {
6500                 .name = "stat",
6501                 .seq_show = memory_stat_show,
6502         },
6503 #ifdef CONFIG_NUMA
6504         {
6505                 .name = "numa_stat",
6506                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6507         },
6508 #endif
6509         {
6510                 .name = "oom.group",
6511                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6512                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6513                 .write = memory_oom_group_write,
6514         },
6515         { }     /* terminate */
6516 };
6517
6518 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6519         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6520         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6521         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6522         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6523         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6524         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6525         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6526         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6527         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6528         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6529         .dfl_cftypes = memory_files,
6530         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6531         .early_init = 0,
6532 };
6533
6534 /*
6535  * This function calculates an individual cgroup's effective
6536  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6537  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6538  * distribution in the tree.
6539  *
6540  * The following rules apply to the effective protection values:
6541  *
6542  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6543  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6544  *
6545  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6546  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6547  *    parent's effective protection.
6548  *
6549  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6550  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6551  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6552  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6553  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6554  *
6555  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6556  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6557  *    the unused remainder is available to its siblings.
6558  *
6559  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6560  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6561  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6562  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6563  *
6564  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6565  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6566  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6567  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6568  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6569  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6570  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6571  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6572  *
6573  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6574  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6575  * neighboring subtrees.
6576  */
6577 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6578                                           unsigned long parent_usage,
6579                                           unsigned long setting,
6580                                           unsigned long parent_effective,
6581                                           unsigned long siblings_protected)
6582 {
6583         unsigned long protected;
6584         unsigned long ep;
6585
6586         protected = min(usage, setting);
6587         /*
6588          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6589          * protection then what the parent affords them, distribute
6590          * shares in proportion to utilization.
6591          *
6592          * We are using actual utilization rather than the statically
6593          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6594          * but unused protection is available to siblings that would
6595          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6596          */
6597         if (siblings_protected > parent_effective)
6598                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6599
6600         /*
6601          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6602          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6603          * and utilizes is effectively protected.
6604          *
6605          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6606          * will apply pressure in proportion to that amount.
6607          *
6608          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6609          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6610          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6611          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6612          * protection is always dependent on how memory is actually
6613          * consumed among the siblings anyway.
6614          */
6615         ep = protected;
6616
6617         /*
6618          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6619          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6620          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6621          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6622          * other compete freely over the allowance, but they are
6623          * collectively protected from neighboring trees.
6624          *
6625          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6626          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6627          * the same bytes twice.
6628          *
6629          * Check both usage and parent_usage against the respective
6630          * protected values. One should imply the other, but they
6631          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6632          */
6633         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6634                 return ep;
6635         if (parent_effective > siblings_protected &&
6636             parent_usage > siblings_protected &&
6637             usage > protected) {
6638                 unsigned long unclaimed;
6639
6640                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6641                 unclaimed *= usage - protected;
6642                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6643
6644                 ep += unclaimed;
6645         }
6646
6647         return ep;
6648 }
6649
6650 /**
6651  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6652  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6653  * @memcg: the memory cgroup to check
6654  *
6655  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6656  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6657  */
6658 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6659                                      struct mem_cgroup *memcg)
6660 {
6661         unsigned long usage, parent_usage;
6662         struct mem_cgroup *parent;
6663
6664         if (mem_cgroup_disabled())
6665                 return;
6666
6667         if (!root)
6668                 root = root_mem_cgroup;
6669
6670         /*
6671          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6672          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6673          * details.
6674          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6675          * that special casing.
6676          */
6677         if (memcg == root)
6678                 return;
6679
6680         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6681         if (!usage)
6682                 return;
6683
6684         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6685         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6686         if (!parent)
6687                 return;
6688
6689         if (parent == root) {
6690                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6691                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6692                 return;
6693         }
6694
6695         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6696
6697         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6698                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6699                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6700                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6701
6702         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6703                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6704                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6705                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6706 }
6707
6708 static int charge_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
6709 {
6710         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6711         int ret;
6712
6713         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6714         if (ret)
6715                 goto out;
6716
6717         css_get(&memcg->css);
6718         commit_charge(page, memcg);
6719
6720         local_irq_disable();
6721         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6722         memcg_check_events(memcg, page);
6723         local_irq_enable();
6724 out:
6725         return ret;
6726 }
6727
6728 /**
6729  * __mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6730  * @page: page to charge
6731  * @mm: mm context of the victim
6732  * @gfp_mask: reclaim mode
6733  *
6734  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6735  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6736  * charge to the active memcg.
6737  *
6738  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6739  *
6740  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6741  */
6742 int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6743                         gfp_t gfp_mask)
6744 {
6745         struct mem_cgroup *memcg;
6746         int ret;
6747
6748         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6749         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp_mask);
6750         css_put(&memcg->css);
6751
6752         return ret;
6753 }
6754
6755 /**
6756  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6757  * @page: page to charge
6758  * @mm: mm context of the victim
6759  * @gfp: reclaim mode
6760  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6761  *
6762  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6763  * adding the page to the swapcache.
6764  *
6765  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6766  */
6767 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6768                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6769 {
6770         struct mem_cgroup *memcg;
6771         unsigned short id;
6772         int ret;
6773
6774         if (mem_cgroup_disabled())
6775                 return 0;
6776
6777         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6778         rcu_read_lock();
6779         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6780         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6781                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6782         rcu_read_unlock();
6783
6784         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp);
6785
6786         css_put(&memcg->css);
6787         return ret;
6788 }
6789
6790 /*
6791  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6792  * @entry: swap entry for which the page is charged
6793  *
6794  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6795  *
6796  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6797  * is order 0 page.
6798  */
6799 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6800 {
6801         /*
6802          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6803          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6804          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6805          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6806          * the entire time.
6807          *
6808          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6809          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6810          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6811          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6812          */
6813         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6814                 /*
6815                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6816                  * let's not wait for it.  The page already received a
6817                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6818                  */
6819                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6820         }
6821 }
6822
6823 struct uncharge_gather {
6824         struct mem_cgroup *memcg;
6825         unsigned long nr_memory;
6826         unsigned long pgpgout;
6827         unsigned long nr_kmem;
6828         struct page *dummy_page;
6829 };
6830
6831 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6832 {
6833         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6834 }
6835
6836 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6837 {
6838         unsigned long flags;
6839
6840         if (ug->nr_memory) {
6841                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6842                 if (do_memsw_account())
6843                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6844                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6845                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6846                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6847         }
6848
6849         local_irq_save(flags);
6850         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6851         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6852         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6853         local_irq_restore(flags);
6854
6855         /* drop reference from uncharge_page */
6856         css_put(&ug->memcg->css);
6857 }
6858
6859 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6860 {
6861         unsigned long nr_pages;
6862         struct mem_cgroup *memcg;
6863         struct obj_cgroup *objcg;
6864         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6865
6866         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6867
6868         /*
6869          * Nobody should be changing or seriously looking at
6870          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6871          * exclusive access to the page.
6872          */
6873         if (use_objcg) {
6874                 objcg = __page_objcg(page);
6875                 /*
6876                  * This get matches the put at the end of the function and
6877                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6878                  */
6879                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6880         } else {
6881                 memcg = __page_memcg(page);
6882         }
6883
6884         if (!memcg)
6885                 return;
6886
6887         if (ug->memcg != memcg) {
6888                 if (ug->memcg) {
6889                         uncharge_batch(ug);
6890                         uncharge_gather_clear(ug);
6891                 }
6892                 ug->memcg = memcg;
6893                 ug->dummy_page = page;
6894
6895                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6896                 css_get(&memcg->css);
6897         }
6898
6899         nr_pages = compound_nr(page);
6900
6901         if (use_objcg) {
6902                 ug->nr_memory += nr_pages;
6903                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6904
6905                 page->memcg_data = 0;
6906                 obj_cgroup_put(objcg);
6907         } else {
6908                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6909                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6910                         ug->nr_memory += nr_pages;
6911                 ug->pgpgout++;
6912
6913                 page->memcg_data = 0;
6914         }
6915
6916         css_put(&memcg->css);
6917 }
6918
6919 /**
6920  * __mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6921  * @page: page to uncharge
6922  *
6923  * Uncharge a page previously charged with __mem_cgroup_charge().
6924  */
6925 void __mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6926 {
6927         struct uncharge_gather ug;
6928
6929         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6930         if (!page_memcg(page))
6931                 return;
6932
6933         uncharge_gather_clear(&ug);
6934         uncharge_page(page, &ug);
6935         uncharge_batch(&ug);
6936 }
6937
6938 /**
6939  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6940  * @page_list: list of pages to uncharge
6941  *
6942  * Uncharge a list of pages previously charged with
6943  * __mem_cgroup_charge().
6944  */
6945 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6946 {
6947         struct uncharge_gather ug;
6948         struct page *page;
6949
6950         uncharge_gather_clear(&ug);
6951         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6952                 uncharge_page(page, &ug);
6953         if (ug.memcg)
6954                 uncharge_batch(&ug);
6955 }
6956
6957 /**
6958  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6959  * @oldpage: currently circulating page
6960  * @newpage: replacement page
6961  *
6962  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6963  * be uncharged upon free.
6964  *
6965  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6966  */
6967 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6968 {
6969         struct mem_cgroup *memcg;
6970         unsigned int nr_pages;
6971         unsigned long flags;
6972
6973         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
6974         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
6975         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
6976         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
6977                        newpage);
6978
6979         if (mem_cgroup_disabled())
6980                 return;
6981
6982         /* Page cache replacement: new page already charged? */
6983         if (page_memcg(newpage))
6984                 return;
6985
6986         memcg = page_memcg(oldpage);
6987         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
6988         if (!memcg)
6989                 return;
6990
6991         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6992         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
6993
6994         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6995                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6996                 if (do_memsw_account())
6997                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6998         }
6999
7000         css_get(&memcg->css);
7001         commit_charge(newpage, memcg);
7002
7003         local_irq_save(flags);
7004         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7005         memcg_check_events(memcg, newpage);
7006         local_irq_restore(flags);
7007 }
7008
7009 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7010 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7011
7012 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7013 {
7014         struct mem_cgroup *memcg;
7015
7016         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7017                 return;
7018
7019         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7020         if (in_interrupt())
7021                 return;
7022
7023         rcu_read_lock();
7024         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7025         if (memcg == root_mem_cgroup)
7026                 goto out;
7027         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7028                 goto out;
7029         if (css_tryget(&memcg->css))
7030                 sk->sk_memcg = memcg;
7031 out:
7032         rcu_read_unlock();
7033 }
7034
7035 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7036 {
7037         if (sk->sk_memcg)
7038                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7039 }
7040
7041 /**
7042  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7043  * @memcg: memcg to charge
7044  * @nr_pages: number of pages to charge
7045  * @gfp_mask: reclaim mode
7046  *
7047  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7048  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7049  */
7050 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7051                              gfp_t gfp_mask)
7052 {
7053         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7054                 struct page_counter *fail;
7055
7056                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7057                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7058                         return true;
7059                 }
7060                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7061                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7062                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7063                         return true;
7064                 }
7065                 return false;
7066         }
7067
7068         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7069                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7070                 return true;
7071         }
7072
7073         return false;
7074 }
7075
7076 /**
7077  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7078  * @memcg: memcg to uncharge
7079  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7080  */
7081 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7082 {
7083         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7084                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7085                 return;
7086         }
7087
7088         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7089
7090         refill_stock(memcg, nr_pages);
7091 }
7092
7093 static int __init cgroup_memory(char *s)
7094 {
7095         char *token;
7096
7097         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7098                 if (!*token)
7099                         continue;
7100                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7101                         cgroup_memory_nosocket = true;
7102                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7103                         cgroup_memory_nokmem = true;
7104         }
7105         return 0;
7106 }
7107 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7108
7109 /*
7110  * subsys_initcall() for memory controller.
7111  *
7112  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7113  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7114  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7115  * should be initialized from here.
7116  */
7117 static int __init mem_cgroup_init(void)
7118 {
7119         int cpu, node;
7120
7121         /*
7122          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7123          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7124          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7125          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7126          */
7127         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7128
7129         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7130                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7131
7132         for_each_possible_cpu(cpu)
7133                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7134                           drain_local_stock);
7135
7136         for_each_node(node) {
7137                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7138
7139                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7140                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7141
7142                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7143                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7144                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7145                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7146         }
7147
7148         return 0;
7149 }
7150 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7151
7152 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7153 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7154 {
7155         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7156                 /*
7157                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7158                  * always be >= 1.
7159                  */
7160                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7161                         VM_BUG_ON(1);
7162                         break;
7163                 }
7164                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7165                 if (!memcg)
7166                         memcg = root_mem_cgroup;
7167         }
7168         return memcg;
7169 }
7170
7171 /**
7172  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7173  * @page: page whose memsw charge to transfer
7174  * @entry: swap entry to move the charge to
7175  *
7176  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7177  */
7178 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7179 {
7180         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7181         unsigned int nr_entries;
7182         unsigned short oldid;
7183
7184         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7185         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7186
7187         if (mem_cgroup_disabled())
7188                 return;
7189
7190         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7191                 return;
7192
7193         memcg = page_memcg(page);
7194
7195         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7196         if (!memcg)
7197                 return;
7198
7199         /*
7200          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7201          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7202          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7203          */
7204         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7205         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7206         /* Get references for the tail pages, too */
7207         if (nr_entries > 1)
7208                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7209         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7210                                    nr_entries);
7211         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7212         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7213
7214         page->memcg_data = 0;
7215
7216         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7217                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7218
7219         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7220                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7221                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7222                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7223         }
7224
7225         /*
7226          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7227          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7228          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7229          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7230          */
7231         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7232         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7233         memcg_check_events(memcg, page);
7234
7235         css_put(&memcg->css);
7236 }
7237
7238 /**
7239  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7240  * @page: page being added to swap
7241  * @entry: swap entry to charge
7242  *
7243  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7244  *
7245  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7246  */
7247 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7248 {
7249         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7250         struct page_counter *counter;
7251         struct mem_cgroup *memcg;
7252         unsigned short oldid;
7253
7254         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7255                 return 0;
7256
7257         memcg = page_memcg(page);
7258
7259         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7260         if (!memcg)
7261                 return 0;
7262
7263         if (!entry.val) {
7264                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7265                 return 0;
7266         }
7267
7268         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7269
7270         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7271             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7272                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7273                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7274                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7275                 return -ENOMEM;
7276         }
7277
7278         /* Get references for the tail pages, too */
7279         if (nr_pages > 1)
7280                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7281         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7282         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7283         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7284
7285         return 0;
7286 }
7287
7288 /**
7289  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7290  * @entry: swap entry to uncharge
7291  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7292  */
7293 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7294 {
7295         struct mem_cgroup *memcg;
7296         unsigned short id;
7297
7298         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7299         rcu_read_lock();
7300         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7301         if (memcg) {
7302                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7303                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7304                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7305                         else
7306                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7307                 }
7308                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7309                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7310         }
7311         rcu_read_unlock();
7312 }
7313
7314 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7315 {
7316         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7317
7318         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7319                 return nr_swap_pages;
7320         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7321                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7322                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7323                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7324         return nr_swap_pages;
7325 }
7326
7327 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7328 {
7329         struct mem_cgroup *memcg;
7330
7331         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7332
7333         if (vm_swap_full())
7334                 return true;
7335         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7336                 return false;
7337
7338         memcg = page_memcg(page);
7339         if (!memcg)
7340                 return false;
7341
7342         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7343                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7344
7345                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7346                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7347                         return true;
7348         }
7349
7350         return false;
7351 }
7352
7353 static int __init setup_swap_account(char *s)
7354 {
7355         if (!strcmp(s, "1"))
7356                 cgroup_memory_noswap = false;
7357         else if (!strcmp(s, "0"))
7358                 cgroup_memory_noswap = true;
7359         return 1;
7360 }
7361 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7362
7363 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7364                              struct cftype *cft)
7365 {
7366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7367
7368         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7369 }
7370
7371 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7372 {
7373         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7374                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7375 }
7376
7377 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7378                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7379 {
7380         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7381         unsigned long high;
7382         int err;
7383
7384         buf = strstrip(buf);
7385         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7386         if (err)
7387                 return err;
7388
7389         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7390
7391         return nbytes;
7392 }
7393
7394 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7395 {
7396         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7397                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7398 }
7399
7400 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7401                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7402 {
7403         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7404         unsigned long max;
7405         int err;
7406
7407         buf = strstrip(buf);
7408         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7409         if (err)
7410                 return err;
7411
7412         xchg(&memcg->swap.max, max);
7413
7414         return nbytes;
7415 }
7416
7417 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7418 {
7419         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7420
7421         seq_printf(m, "high %lu\n",
7422                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7423         seq_printf(m, "max %lu\n",
7424                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7425         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7426                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7427
7428         return 0;
7429 }
7430
7431 static struct cftype swap_files[] = {
7432         {
7433                 .name = "swap.current",
7434                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7435                 .read_u64 = swap_current_read,
7436         },
7437         {
7438                 .name = "swap.high",
7439                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7440                 .seq_show = swap_high_show,
7441                 .write = swap_high_write,
7442         },
7443         {
7444                 .name = "swap.max",
7445                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7446                 .seq_show = swap_max_show,
7447                 .write = swap_max_write,
7448         },
7449         {
7450                 .name = "swap.events",
7451                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7452                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7453                 .seq_show = swap_events_show,
7454         },
7455         { }     /* terminate */
7456 };
7457
7458 static struct cftype memsw_files[] = {
7459         {
7460                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7461                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7462                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7463         },
7464         {
7465                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7466                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7467                 .write = mem_cgroup_reset,
7468                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7469         },
7470         {
7471                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7472                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7473                 .write = mem_cgroup_write,
7474                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7475         },
7476         {
7477                 .name = "memsw.failcnt",
7478                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7479                 .write = mem_cgroup_reset,
7480                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7481         },
7482         { },    /* terminate */
7483 };
7484
7485 /*
7486  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7487  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7488  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7489  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7490  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7491  */
7492 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7493 {
7494         /* No memory control -> no swap control */
7495         if (mem_cgroup_disabled())
7496                 cgroup_memory_noswap = true;
7497
7498         if (cgroup_memory_noswap)
7499                 return 0;
7500
7501         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7502         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7503
7504         return 0;
7505 }
7506 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7507
7508 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */