GNU Linux-libre 5.10.217-gnu1
[releases.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
25 #include <linux/page_counter.h>
26 #include <linux/memcontrol.h>
27 #include <linux/cgroup.h>
28 #include <linux/pagewalk.h>
29 #include <linux/sched/mm.h>
30 #include <linux/shmem_fs.h>
31 #include <linux/hugetlb.h>
32 #include <linux/pagemap.h>
33 #include <linux/vm_event_item.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/poll.h>
49 #include <linux/sort.h>
50 #include <linux/fs.h>
51 #include <linux/seq_file.h>
52 #include <linux/vmpressure.h>
53 #include <linux/mm_inline.h>
54 #include <linux/swap_cgroup.h>
55 #include <linux/cpu.h>
56 #include <linux/oom.h>
57 #include <linux/lockdep.h>
58 #include <linux/file.h>
59 #include <linux/tracehook.h>
60 #include <linux/psi.h>
61 #include <linux/seq_buf.h>
62 #include "internal.h"
63 #include <net/sock.h>
64 #include <net/ip.h>
65 #include "slab.h"
66
67 #include <linux/uaccess.h>
68
69 #include <trace/events/vmscan.h>
70
71 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
72 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
73
74 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
75
76 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
77 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
78
79 /* Socket memory accounting disabled? */
80 static bool cgroup_memory_nosocket;
81
82 /* Kernel memory accounting disabled? */
83 static bool cgroup_memory_nokmem;
84
85 /* Whether the swap controller is active */
86 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
87 bool cgroup_memory_noswap __read_mostly;
88 #else
89 #define cgroup_memory_noswap            1
90 #endif
91
92 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
93 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
94 #endif
95
96 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
97 static bool do_memsw_account(void)
98 {
99         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
100 }
101
102 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
103 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
104
105 /*
106  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
107  * their hierarchy representation
108  */
109
110 struct mem_cgroup_tree_per_node {
111         struct rb_root rb_root;
112         struct rb_node *rb_rightmost;
113         spinlock_t lock;
114 };
115
116 struct mem_cgroup_tree {
117         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
118 };
119
120 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
121
122 /* for OOM */
123 struct mem_cgroup_eventfd_list {
124         struct list_head list;
125         struct eventfd_ctx *eventfd;
126 };
127
128 /*
129  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
130  */
131 struct mem_cgroup_event {
132         /*
133          * memcg which the event belongs to.
134          */
135         struct mem_cgroup *memcg;
136         /*
137          * eventfd to signal userspace about the event.
138          */
139         struct eventfd_ctx *eventfd;
140         /*
141          * Each of these stored in a list by the cgroup.
142          */
143         struct list_head list;
144         /*
145          * register_event() callback will be used to add new userspace
146          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
147          * on eventfd to send notification to userspace.
148          */
149         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
150                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
151         /*
152          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
153          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
154          * if you want provide notification functionality.
155          */
156         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
157                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
158         /*
159          * All fields below needed to unregister event when
160          * userspace closes eventfd.
161          */
162         poll_table pt;
163         wait_queue_head_t *wqh;
164         wait_queue_entry_t wait;
165         struct work_struct remove;
166 };
167
168 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
169 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
170
171 /* Stuffs for move charges at task migration. */
172 /*
173  * Types of charges to be moved.
174  */
175 #define MOVE_ANON       0x1U
176 #define MOVE_FILE       0x2U
177 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
178
179 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
180 static struct move_charge_struct {
181         spinlock_t        lock; /* for from, to */
182         struct mm_struct  *mm;
183         struct mem_cgroup *from;
184         struct mem_cgroup *to;
185         unsigned long flags;
186         unsigned long precharge;
187         unsigned long moved_charge;
188         unsigned long moved_swap;
189         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
190         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
191 } mc = {
192         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
193         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
194 };
195
196 /*
197  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
198  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
199  */
200 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
201 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
202
203 /* for encoding cft->private value on file */
204 enum res_type {
205         _MEM,
206         _MEMSWAP,
207         _OOM_TYPE,
208         _KMEM,
209         _TCP,
210 };
211
212 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
213 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
214 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
215 /* Used for OOM nofiier */
216 #define OOM_CONTROL             (0)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool task_is_dying(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct cgroup_subsys_state *vmpressure_to_css(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return &container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure)->css;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
253 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
254
255 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
256 {
257         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
258         struct mem_cgroup *memcg;
259         unsigned int nr_bytes;
260         unsigned int nr_pages;
261         unsigned long flags;
262
263         /*
264          * At this point all allocated objects are freed, and
265          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
266          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
267          *
268          * The following sequence can lead to it:
269          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
270          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
271          *          PAGE_SIZE bytes are charged
272          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
273          *          the stock if flushed,
274          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
275          * 5) CPU0: we do release this object,
276          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
277          * 6) CPU0: stock is flushed,
278          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
279          *
280          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
281          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
282          */
283         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
284         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
285         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
286
287         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
288         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
289         if (nr_pages)
290                 __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
291         list_del(&objcg->list);
292         mem_cgroup_put(memcg);
293         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
294
295         percpu_ref_exit(ref);
296         kfree_rcu(objcg, rcu);
297 }
298
299 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
300 {
301         struct obj_cgroup *objcg;
302         int ret;
303
304         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
305         if (!objcg)
306                 return NULL;
307
308         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
309                               GFP_KERNEL);
310         if (ret) {
311                 kfree(objcg);
312                 return NULL;
313         }
314         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
315         return objcg;
316 }
317
318 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
319                                   struct mem_cgroup *parent)
320 {
321         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
322
323         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
324
325         spin_lock_irq(&objcg_lock);
326
327         /* Move active objcg to the parent's list */
328         xchg(&objcg->memcg, parent);
329         css_get(&parent->css);
330         list_add(&objcg->list, &parent->objcg_list);
331
332         /* Move already reparented objcgs to the parent's list */
333         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list) {
334                 css_get(&parent->css);
335                 xchg(&iter->memcg, parent);
336                 css_put(&memcg->css);
337         }
338         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
339
340         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
341
342         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
343 }
344
345 /*
346  * This will be used as a shrinker list's index.
347  * The main reason for not using cgroup id for this:
348  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
349  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
350  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
351  *  200 entry array for that.
352  *
353  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
354  * will double each time we have to increase it.
355  */
356 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
357 int memcg_nr_cache_ids;
358
359 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
360 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
361
362 void memcg_get_cache_ids(void)
363 {
364         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
365 }
366
367 void memcg_put_cache_ids(void)
368 {
369         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 /*
373  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
374  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
375  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
376  * tunable, but that is strictly not necessary.
377  *
378  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
379  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
380  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
381  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
382  * increase ours as well if it increases.
383  */
384 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
385 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
386
387 /*
388  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
389  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
390  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
391  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
392  */
393 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
394 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
395 #endif
396
397 static int memcg_shrinker_map_size;
398 static DEFINE_MUTEX(memcg_shrinker_map_mutex);
399
400 static void memcg_free_shrinker_map_rcu(struct rcu_head *head)
401 {
402         kvfree(container_of(head, struct memcg_shrinker_map, rcu));
403 }
404
405 static int memcg_expand_one_shrinker_map(struct mem_cgroup *memcg,
406                                          int size, int old_size)
407 {
408         struct memcg_shrinker_map *new, *old;
409         int nid;
410
411         lockdep_assert_held(&memcg_shrinker_map_mutex);
412
413         for_each_node(nid) {
414                 old = rcu_dereference_protected(
415                         mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid)->shrinker_map, true);
416                 /* Not yet online memcg */
417                 if (!old)
418                         return 0;
419
420                 new = kvmalloc_node(sizeof(*new) + size, GFP_KERNEL, nid);
421                 if (!new)
422                         return -ENOMEM;
423
424                 /* Set all old bits, clear all new bits */
425                 memset(new->map, (int)0xff, old_size);
426                 memset((void *)new->map + old_size, 0, size - old_size);
427
428                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, new);
429                 call_rcu(&old->rcu, memcg_free_shrinker_map_rcu);
430         }
431
432         return 0;
433 }
434
435 static void memcg_free_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
436 {
437         struct mem_cgroup_per_node *pn;
438         struct memcg_shrinker_map *map;
439         int nid;
440
441         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
442                 return;
443
444         for_each_node(nid) {
445                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
446                 map = rcu_dereference_protected(pn->shrinker_map, true);
447                 if (map)
448                         kvfree(map);
449                 rcu_assign_pointer(pn->shrinker_map, NULL);
450         }
451 }
452
453 static int memcg_alloc_shrinker_maps(struct mem_cgroup *memcg)
454 {
455         struct memcg_shrinker_map *map;
456         int nid, size, ret = 0;
457
458         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
459                 return 0;
460
461         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
462         size = memcg_shrinker_map_size;
463         for_each_node(nid) {
464                 map = kvzalloc_node(sizeof(*map) + size, GFP_KERNEL, nid);
465                 if (!map) {
466                         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
467                         ret = -ENOMEM;
468                         break;
469                 }
470                 rcu_assign_pointer(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map, map);
471         }
472         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
473
474         return ret;
475 }
476
477 int memcg_expand_shrinker_maps(int new_id)
478 {
479         int size, old_size, ret = 0;
480         struct mem_cgroup *memcg;
481
482         size = DIV_ROUND_UP(new_id + 1, BITS_PER_LONG) * sizeof(unsigned long);
483         old_size = memcg_shrinker_map_size;
484         if (size <= old_size)
485                 return 0;
486
487         mutex_lock(&memcg_shrinker_map_mutex);
488         if (!root_mem_cgroup)
489                 goto unlock;
490
491         for_each_mem_cgroup(memcg) {
492                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
493                         continue;
494                 ret = memcg_expand_one_shrinker_map(memcg, size, old_size);
495                 if (ret) {
496                         mem_cgroup_iter_break(NULL, memcg);
497                         goto unlock;
498                 }
499         }
500 unlock:
501         if (!ret)
502                 memcg_shrinker_map_size = size;
503         mutex_unlock(&memcg_shrinker_map_mutex);
504         return ret;
505 }
506
507 void memcg_set_shrinker_bit(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int shrinker_id)
508 {
509         if (shrinker_id >= 0 && memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
510                 struct memcg_shrinker_map *map;
511
512                 rcu_read_lock();
513                 map = rcu_dereference(memcg->nodeinfo[nid]->shrinker_map);
514                 /* Pairs with smp mb in shrink_slab() */
515                 smp_mb__before_atomic();
516                 set_bit(shrinker_id, map->map);
517                 rcu_read_unlock();
518         }
519 }
520
521 /**
522  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
523  * @page: page of interest
524  *
525  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
526  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
527  * until it is released.
528  *
529  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
530  * is returned.
531  */
532 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
533 {
534         struct mem_cgroup *memcg;
535
536         memcg = page->mem_cgroup;
537
538         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
539                 memcg = root_mem_cgroup;
540
541         return &memcg->css;
542 }
543
544 /**
545  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
546  * @page: the page
547  *
548  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
549  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
550  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
551  *
552  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
553  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
554  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
555  * do not care (such as procfs interfaces).
556  */
557 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
558 {
559         struct mem_cgroup *memcg;
560         unsigned long ino = 0;
561
562         rcu_read_lock();
563         memcg = page->mem_cgroup;
564
565         /*
566          * The lowest bit set means that memcg isn't a valid
567          * memcg pointer, but a obj_cgroups pointer.
568          * In this case the page is shared and doesn't belong
569          * to any specific memory cgroup.
570          */
571         if ((unsigned long) memcg & 0x1UL)
572                 memcg = NULL;
573
574         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
575                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
576         if (memcg)
577                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
578         rcu_read_unlock();
579         return ino;
580 }
581
582 static struct mem_cgroup_per_node *
583 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
584 {
585         int nid = page_to_nid(page);
586
587         return memcg->nodeinfo[nid];
588 }
589
590 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
591 soft_limit_tree_node(int nid)
592 {
593         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
594 }
595
596 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
597 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
598 {
599         int nid = page_to_nid(page);
600
601         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
602 }
603
604 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
605                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
606                                          unsigned long new_usage_in_excess)
607 {
608         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
609         struct rb_node *parent = NULL;
610         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
611         bool rightmost = true;
612
613         if (mz->on_tree)
614                 return;
615
616         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
617         if (!mz->usage_in_excess)
618                 return;
619         while (*p) {
620                 parent = *p;
621                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
622                                         tree_node);
623                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
624                         p = &(*p)->rb_left;
625                         rightmost = false;
626                 }
627
628                 /*
629                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
630                  * limit by the same amount
631                  */
632                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
633                         p = &(*p)->rb_right;
634         }
635
636         if (rightmost)
637                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
638
639         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
640         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
641         mz->on_tree = true;
642 }
643
644 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
645                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
646 {
647         if (!mz->on_tree)
648                 return;
649
650         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
651                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
652
653         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
654         mz->on_tree = false;
655 }
656
657 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
658                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
659 {
660         unsigned long flags;
661
662         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
663         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
664         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
665 }
666
667 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
668 {
669         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
670         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
671         unsigned long excess = 0;
672
673         if (nr_pages > soft_limit)
674                 excess = nr_pages - soft_limit;
675
676         return excess;
677 }
678
679 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
680 {
681         unsigned long excess;
682         struct mem_cgroup_per_node *mz;
683         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
684
685         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
686         if (!mctz)
687                 return;
688         /*
689          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
690          * because their event counter is not touched.
691          */
692         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
693                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
694                 excess = soft_limit_excess(memcg);
695                 /*
696                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
697                  * mem is over its softlimit.
698                  */
699                 if (excess || mz->on_tree) {
700                         unsigned long flags;
701
702                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
703                         /* if on-tree, remove it */
704                         if (mz->on_tree)
705                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
706                         /*
707                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
708                          * If excess is 0, no tree ops.
709                          */
710                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
711                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
712                 }
713         }
714 }
715
716 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
717 {
718         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
719         struct mem_cgroup_per_node *mz;
720         int nid;
721
722         for_each_node(nid) {
723                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
724                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
725                 if (mctz)
726                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
727         }
728 }
729
730 static struct mem_cgroup_per_node *
731 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
732 {
733         struct mem_cgroup_per_node *mz;
734
735 retry:
736         mz = NULL;
737         if (!mctz->rb_rightmost)
738                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
739
740         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
741                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
742         /*
743          * Remove the node now but someone else can add it back,
744          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
745          * position in the tree.
746          */
747         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
748         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
749             !css_tryget(&mz->memcg->css))
750                 goto retry;
751 done:
752         return mz;
753 }
754
755 static struct mem_cgroup_per_node *
756 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
757 {
758         struct mem_cgroup_per_node *mz;
759
760         spin_lock_irq(&mctz->lock);
761         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
762         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
763         return mz;
764 }
765
766 /**
767  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
768  * @memcg: the memory cgroup
769  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
770  * @val: delta to add to the counter, can be negative
771  */
772 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
773 {
774         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
775
776         if (mem_cgroup_disabled())
777                 return;
778
779         if (memcg_stat_item_in_bytes(idx))
780                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
781
782         x = val + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->stat[idx]);
783         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
784                 struct mem_cgroup *mi;
785
786                 /*
787                  * Batch local counters to keep them in sync with
788                  * the hierarchical ones.
789                  */
790                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->stat[idx], x);
791                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
792                         atomic_long_add(x, &mi->vmstats[idx]);
793                 x = 0;
794         }
795         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stat[idx], x);
796 }
797
798 static struct mem_cgroup_per_node *
799 parent_nodeinfo(struct mem_cgroup_per_node *pn, int nid)
800 {
801         struct mem_cgroup *parent;
802
803         parent = parent_mem_cgroup(pn->memcg);
804         if (!parent)
805                 return NULL;
806         return mem_cgroup_nodeinfo(parent, nid);
807 }
808
809 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
810                               int val)
811 {
812         struct mem_cgroup_per_node *pn;
813         struct mem_cgroup *memcg;
814         long x, threshold = MEMCG_CHARGE_BATCH;
815
816         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
817         memcg = pn->memcg;
818
819         /* Update memcg */
820         __mod_memcg_state(memcg, idx, val);
821
822         /* Update lruvec */
823         __this_cpu_add(pn->lruvec_stat_local->count[idx], val);
824
825         if (vmstat_item_in_bytes(idx))
826                 threshold <<= PAGE_SHIFT;
827
828         x = val + __this_cpu_read(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx]);
829         if (unlikely(abs(x) > threshold)) {
830                 pg_data_t *pgdat = lruvec_pgdat(lruvec);
831                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
832
833                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, pgdat->node_id))
834                         atomic_long_add(x, &pi->lruvec_stat[idx]);
835                 x = 0;
836         }
837         __this_cpu_write(pn->lruvec_stat_cpu->count[idx], x);
838 }
839
840 /**
841  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
842  * @lruvec: the lruvec
843  * @idx: the stat item
844  * @val: delta to add to the counter, can be negative
845  *
846  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
847  * function updates the all three counters that are affected by a
848  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
849  */
850 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
851                         int val)
852 {
853         /* Update node */
854         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
855
856         /* Update memcg and lruvec */
857         if (!mem_cgroup_disabled())
858                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
859 }
860
861 void __mod_lruvec_slab_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
862 {
863         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
864         struct mem_cgroup *memcg;
865         struct lruvec *lruvec;
866
867         rcu_read_lock();
868         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
869
870         /*
871          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
872          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
873          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
874          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
875          */
876         if (!memcg) {
877                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
878         } else {
879                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
880                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
881         }
882         rcu_read_unlock();
883 }
884
885 void mod_memcg_obj_state(void *p, int idx, int val)
886 {
887         struct mem_cgroup *memcg;
888
889         rcu_read_lock();
890         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
891         if (memcg)
892                 mod_memcg_state(memcg, idx, val);
893         rcu_read_unlock();
894 }
895
896 /**
897  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
898  * @memcg: the memory cgroup
899  * @idx: the event item
900  * @count: the number of events that occured
901  */
902 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
903                           unsigned long count)
904 {
905         unsigned long x;
906
907         if (mem_cgroup_disabled())
908                 return;
909
910         x = count + __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->events[idx]);
911         if (unlikely(x > MEMCG_CHARGE_BATCH)) {
912                 struct mem_cgroup *mi;
913
914                 /*
915                  * Batch local counters to keep them in sync with
916                  * the hierarchical ones.
917                  */
918                 __this_cpu_add(memcg->vmstats_local->events[idx], x);
919                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
920                         atomic_long_add(x, &mi->vmevents[idx]);
921                 x = 0;
922         }
923         __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->events[idx], x);
924 }
925
926 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
927 {
928         return atomic_long_read(&memcg->vmevents[event]);
929 }
930
931 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
932 {
933         long x = 0;
934         int cpu;
935
936         for_each_possible_cpu(cpu)
937                 x += per_cpu(memcg->vmstats_local->events[event], cpu);
938         return x;
939 }
940
941 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
942                                          struct page *page,
943                                          int nr_pages)
944 {
945         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
946         if (nr_pages > 0)
947                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
948         else {
949                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
950                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
951         }
952
953         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
954 }
955
956 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
957                                        enum mem_cgroup_events_target target)
958 {
959         unsigned long val, next;
960
961         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
962         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
963         /* from time_after() in jiffies.h */
964         if ((long)(next - val) < 0) {
965                 switch (target) {
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
967                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
970                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
971                         break;
972                 default:
973                         break;
974                 }
975                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
976                 return true;
977         }
978         return false;
979 }
980
981 /*
982  * Check events in order.
983  *
984  */
985 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
986 {
987         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
988         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
989                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
990                 bool do_softlimit;
991
992                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
993                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
994                 mem_cgroup_threshold(memcg);
995                 if (unlikely(do_softlimit))
996                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
997         }
998 }
999
1000 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1001 {
1002         /*
1003          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1004          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1005          * So this can be called with p == NULL.
1006          */
1007         if (unlikely(!p))
1008                 return NULL;
1009
1010         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1011 }
1012 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1013
1014 /**
1015  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1016  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1017  *
1018  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. Otherwise
1019  * root_mem_cgroup is returned. However if mem_cgroup is disabled, NULL is
1020  * returned.
1021  */
1022 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1023 {
1024         struct mem_cgroup *memcg;
1025
1026         if (mem_cgroup_disabled())
1027                 return NULL;
1028
1029         rcu_read_lock();
1030         do {
1031                 /*
1032                  * Page cache insertions can happen withou an
1033                  * actual mm context, e.g. during disk probing
1034                  * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1035                  */
1036                 if (unlikely(!mm))
1037                         memcg = root_mem_cgroup;
1038                 else {
1039                         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1040                         if (unlikely(!memcg))
1041                                 memcg = root_mem_cgroup;
1042                 }
1043         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1044         rcu_read_unlock();
1045         return memcg;
1046 }
1047 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1048
1049 /**
1050  * get_mem_cgroup_from_page: Obtain a reference on given page's memcg.
1051  * @page: page from which memcg should be extracted.
1052  *
1053  * Obtain a reference on page->memcg and returns it if successful. Otherwise
1054  * root_mem_cgroup is returned.
1055  */
1056 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
1057 {
1058         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
1059
1060         if (mem_cgroup_disabled())
1061                 return NULL;
1062
1063         rcu_read_lock();
1064         /* Page should not get uncharged and freed memcg under us. */
1065         if (!memcg || WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         rcu_read_unlock();
1068         return memcg;
1069 }
1070 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_page);
1071
1072 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1073 {
1074         if (in_interrupt())
1075                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1076         else
1077                 return current->active_memcg;
1078 }
1079
1080 static __always_inline struct mem_cgroup *get_active_memcg(void)
1081 {
1082         struct mem_cgroup *memcg;
1083
1084         rcu_read_lock();
1085         memcg = active_memcg();
1086         /* remote memcg must hold a ref. */
1087         if (memcg && WARN_ON_ONCE(!css_tryget(&memcg->css)))
1088                 memcg = root_mem_cgroup;
1089         rcu_read_unlock();
1090
1091         return memcg;
1092 }
1093
1094 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
1095 {
1096         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1097         if (unlikely(active_memcg()))
1098                 return false;
1099
1100         /* Memcg to charge can't be determined. */
1101         if (in_interrupt() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1102                 return true;
1103
1104         return false;
1105 }
1106
1107 /**
1108  * If active memcg is set, do not fallback to current->mm->memcg.
1109  */
1110 static __always_inline struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1111 {
1112         if (memcg_kmem_bypass())
1113                 return NULL;
1114
1115         if (unlikely(active_memcg()))
1116                 return get_active_memcg();
1117
1118         return get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
1119 }
1120
1121 /**
1122  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1123  * @root: hierarchy root
1124  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1125  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1126  *
1127  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1128  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1129  *
1130  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1131  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1132  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1133  *
1134  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1135  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1136  * same node.
1137  */
1138 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1139                                    struct mem_cgroup *prev,
1140                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1141 {
1142         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1143         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1144         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1145         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1146
1147         if (mem_cgroup_disabled())
1148                 return NULL;
1149
1150         if (!root)
1151                 root = root_mem_cgroup;
1152
1153         if (prev && !reclaim)
1154                 pos = prev;
1155
1156         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1157                 if (prev)
1158                         goto out;
1159                 return root;
1160         }
1161
1162         rcu_read_lock();
1163
1164         if (reclaim) {
1165                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1166
1167                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(root, reclaim->pgdat->node_id);
1168                 iter = &mz->iter;
1169
1170                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1171                         goto out_unlock;
1172
1173                 while (1) {
1174                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1175                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1176                                 break;
1177                         /*
1178                          * css reference reached zero, so iter->position will
1179                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1180                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1181                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1182                          * might block it. So we clear iter->position right
1183                          * away.
1184                          */
1185                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1186                 }
1187         }
1188
1189         if (pos)
1190                 css = &pos->css;
1191
1192         for (;;) {
1193                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1194                 if (!css) {
1195                         /*
1196                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1197                          * new one might jump in right at the end of
1198                          * the hierarchy - make sure they see at least
1199                          * one group and restart from the beginning.
1200                          */
1201                         if (!prev)
1202                                 continue;
1203                         break;
1204                 }
1205
1206                 /*
1207                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1208                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1209                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1210                  */
1211                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1212
1213                 if (css == &root->css)
1214                         break;
1215
1216                 if (css_tryget(css))
1217                         break;
1218
1219                 memcg = NULL;
1220         }
1221
1222         if (reclaim) {
1223                 /*
1224                  * The position could have already been updated by a competing
1225                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1226                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1227                  */
1228                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1229
1230                 if (pos)
1231                         css_put(&pos->css);
1232
1233                 if (!memcg)
1234                         iter->generation++;
1235                 else if (!prev)
1236                         reclaim->generation = iter->generation;
1237         }
1238
1239 out_unlock:
1240         rcu_read_unlock();
1241 out:
1242         if (prev && prev != root)
1243                 css_put(&prev->css);
1244
1245         return memcg;
1246 }
1247
1248 /**
1249  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1250  * @root: hierarchy root
1251  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1252  */
1253 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1254                            struct mem_cgroup *prev)
1255 {
1256         if (!root)
1257                 root = root_mem_cgroup;
1258         if (prev && prev != root)
1259                 css_put(&prev->css);
1260 }
1261
1262 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1263                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1264 {
1265         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1266         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1267         int nid;
1268
1269         for_each_node(nid) {
1270                 mz = mem_cgroup_nodeinfo(from, nid);
1271                 iter = &mz->iter;
1272                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1273         }
1274 }
1275
1276 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1277 {
1278         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1279         struct mem_cgroup *last;
1280
1281         do {
1282                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1283                 last = memcg;
1284         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1285
1286         /*
1287          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1288          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1289          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1290          * dead_memcg from cgroup root separately.
1291          */
1292         if (last != root_mem_cgroup)
1293                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1294                                                 dead_memcg);
1295 }
1296
1297 /**
1298  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1299  * @memcg: hierarchy root
1300  * @fn: function to call for each task
1301  * @arg: argument passed to @fn
1302  *
1303  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1304  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1305  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1306  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1307  *
1308  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1309  */
1310 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1311                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1312 {
1313         struct mem_cgroup *iter;
1314         int ret = 0;
1315
1316         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1317
1318         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1319                 struct css_task_iter it;
1320                 struct task_struct *task;
1321
1322                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1323                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1324                         ret = fn(task, arg);
1325                 css_task_iter_end(&it);
1326                 if (ret) {
1327                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1328                         break;
1329                 }
1330         }
1331         return ret;
1332 }
1333
1334 /**
1335  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for isolating/putting an LRU page
1336  * @page: the page
1337  * @pgdat: pgdat of the page
1338  *
1339  * This function relies on page->mem_cgroup being stable - see the
1340  * access rules in commit_charge().
1341  */
1342 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct pglist_data *pgdat)
1343 {
1344         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1345         struct mem_cgroup *memcg;
1346         struct lruvec *lruvec;
1347
1348         if (mem_cgroup_disabled()) {
1349                 lruvec = &pgdat->__lruvec;
1350                 goto out;
1351         }
1352
1353         memcg = page->mem_cgroup;
1354         /*
1355          * Swapcache readahead pages are added to the LRU - and
1356          * possibly migrated - before they are charged.
1357          */
1358         if (!memcg)
1359                 memcg = root_mem_cgroup;
1360
1361         mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
1362         lruvec = &mz->lruvec;
1363 out:
1364         /*
1365          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1366          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1367          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1368          */
1369         if (unlikely(lruvec->pgdat != pgdat))
1370                 lruvec->pgdat = pgdat;
1371         return lruvec;
1372 }
1373
1374 /**
1375  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1376  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1377  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1378  * @zid: zone id of the accounted pages
1379  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1380  *
1381  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1382  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1383  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1384  */
1385 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1386                                 int zid, int nr_pages)
1387 {
1388         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1389         unsigned long *lru_size;
1390         long size;
1391
1392         if (mem_cgroup_disabled())
1393                 return;
1394
1395         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1396         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1397
1398         if (nr_pages < 0)
1399                 *lru_size += nr_pages;
1400
1401         size = *lru_size;
1402         if (WARN_ONCE(size < 0,
1403                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1404                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1405                 VM_BUG_ON(1);
1406                 *lru_size = 0;
1407         }
1408
1409         if (nr_pages > 0)
1410                 *lru_size += nr_pages;
1411 }
1412
1413 /**
1414  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1415  * @memcg: the memory cgroup
1416  *
1417  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1418  * pages.
1419  */
1420 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1421 {
1422         unsigned long margin = 0;
1423         unsigned long count;
1424         unsigned long limit;
1425
1426         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1427         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1428         if (count < limit)
1429                 margin = limit - count;
1430
1431         if (do_memsw_account()) {
1432                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1433                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1434                 if (count < limit)
1435                         margin = min(margin, limit - count);
1436                 else
1437                         margin = 0;
1438         }
1439
1440         return margin;
1441 }
1442
1443 /*
1444  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1445  *
1446  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1447  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1448  * caused by "move".
1449  */
1450 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1451 {
1452         struct mem_cgroup *from;
1453         struct mem_cgroup *to;
1454         bool ret = false;
1455         /*
1456          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1457          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1458          */
1459         spin_lock(&mc.lock);
1460         from = mc.from;
1461         to = mc.to;
1462         if (!from)
1463                 goto unlock;
1464
1465         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1466                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1467 unlock:
1468         spin_unlock(&mc.lock);
1469         return ret;
1470 }
1471
1472 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1473 {
1474         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1475                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1476                         DEFINE_WAIT(wait);
1477                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1478                         /* moving charge context might have finished. */
1479                         if (mc.moving_task)
1480                                 schedule();
1481                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1482                         return true;
1483                 }
1484         }
1485         return false;
1486 }
1487
1488 struct memory_stat {
1489         const char *name;
1490         unsigned int ratio;
1491         unsigned int idx;
1492 };
1493
1494 static struct memory_stat memory_stats[] = {
1495         { "anon", PAGE_SIZE, NR_ANON_MAPPED },
1496         { "file", PAGE_SIZE, NR_FILE_PAGES },
1497         { "kernel_stack", 1024, NR_KERNEL_STACK_KB },
1498         { "percpu", 1, MEMCG_PERCPU_B },
1499         { "sock", PAGE_SIZE, MEMCG_SOCK },
1500         { "shmem", PAGE_SIZE, NR_SHMEM },
1501         { "file_mapped", PAGE_SIZE, NR_FILE_MAPPED },
1502         { "file_dirty", PAGE_SIZE, NR_FILE_DIRTY },
1503         { "file_writeback", PAGE_SIZE, NR_WRITEBACK },
1504 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1505         /*
1506          * The ratio will be initialized in memory_stats_init(). Because
1507          * on some architectures, the macro of HPAGE_PMD_SIZE is not
1508          * constant(e.g. powerpc).
1509          */
1510         { "anon_thp", 0, NR_ANON_THPS },
1511 #endif
1512         { "inactive_anon", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_ANON },
1513         { "active_anon", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_ANON },
1514         { "inactive_file", PAGE_SIZE, NR_INACTIVE_FILE },
1515         { "active_file", PAGE_SIZE, NR_ACTIVE_FILE },
1516         { "unevictable", PAGE_SIZE, NR_UNEVICTABLE },
1517
1518         /*
1519          * Note: The slab_reclaimable and slab_unreclaimable must be
1520          * together and slab_reclaimable must be in front.
1521          */
1522         { "slab_reclaimable", 1, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B },
1523         { "slab_unreclaimable", 1, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B },
1524
1525         /* The memory events */
1526         { "workingset_refault_anon", 1, WORKINGSET_REFAULT_ANON },
1527         { "workingset_refault_file", 1, WORKINGSET_REFAULT_FILE },
1528         { "workingset_activate_anon", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_ANON },
1529         { "workingset_activate_file", 1, WORKINGSET_ACTIVATE_FILE },
1530         { "workingset_restore_anon", 1, WORKINGSET_RESTORE_ANON },
1531         { "workingset_restore_file", 1, WORKINGSET_RESTORE_FILE },
1532         { "workingset_nodereclaim", 1, WORKINGSET_NODERECLAIM },
1533 };
1534
1535 static int __init memory_stats_init(void)
1536 {
1537         int i;
1538
1539         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1540 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1541                 if (memory_stats[i].idx == NR_ANON_THPS)
1542                         memory_stats[i].ratio = HPAGE_PMD_SIZE;
1543 #endif
1544                 VM_BUG_ON(!memory_stats[i].ratio);
1545                 VM_BUG_ON(memory_stats[i].idx >= MEMCG_NR_STAT);
1546         }
1547
1548         return 0;
1549 }
1550 pure_initcall(memory_stats_init);
1551
1552 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1553 {
1554         struct seq_buf s;
1555         int i;
1556
1557         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1558         if (!s.buffer)
1559                 return NULL;
1560
1561         /*
1562          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1563          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1564          *
1565          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1566          * 1) generic big picture -> specifics and details
1567          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1568          *
1569          * Current memory state:
1570          */
1571
1572         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1573                 u64 size;
1574
1575                 size = memcg_page_state(memcg, memory_stats[i].idx);
1576                 size *= memory_stats[i].ratio;
1577                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1578
1579                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1580                         size = memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) +
1581                                memcg_page_state(memcg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B);
1582                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1583                 }
1584         }
1585
1586         /* Accumulated memory events */
1587
1588         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1589                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1590         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1591                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1592         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1593                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1594         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1595                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1596                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1597         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1598                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1599                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1600         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1601                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1602         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1603                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1604         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1605                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1606         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1607                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1608
1609 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1610         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1611                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1612         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1613                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1614 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1615
1616         /* The above should easily fit into one page */
1617         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1618
1619         return s.buffer;
1620 }
1621
1622 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1623 /**
1624  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1625  * memory controller.
1626  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1627  * @p: Task that is going to be killed
1628  *
1629  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1630  * enabled
1631  */
1632 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1633 {
1634         rcu_read_lock();
1635
1636         if (memcg) {
1637                 pr_cont(",oom_memcg=");
1638                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1639         } else
1640                 pr_cont(",global_oom");
1641         if (p) {
1642                 pr_cont(",task_memcg=");
1643                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1644         }
1645         rcu_read_unlock();
1646 }
1647
1648 /**
1649  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1650  * memory controller.
1651  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1652  */
1653 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1654 {
1655         char *buf;
1656
1657         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1658                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1659                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1660         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1661                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1662                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1663                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1664         else {
1665                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1666                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1667                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1668                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1669                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1670                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1671         }
1672
1673         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1674         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1675         pr_cont(":");
1676         buf = memory_stat_format(memcg);
1677         if (!buf)
1678                 return;
1679         pr_info("%s", buf);
1680         kfree(buf);
1681 }
1682
1683 /*
1684  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1685  */
1686 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1687 {
1688         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1689
1690         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1691                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1692                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1693                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1694         } else { /* v1 */
1695                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1696                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1697                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1698
1699                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1700                 }
1701         }
1702         return max;
1703 }
1704
1705 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1706 {
1707         return page_counter_read(&memcg->memory);
1708 }
1709
1710 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1711                                      int order)
1712 {
1713         struct oom_control oc = {
1714                 .zonelist = NULL,
1715                 .nodemask = NULL,
1716                 .memcg = memcg,
1717                 .gfp_mask = gfp_mask,
1718                 .order = order,
1719         };
1720         bool ret = true;
1721
1722         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1723                 return true;
1724
1725         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1726                 goto unlock;
1727
1728         /*
1729          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1730          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1731          */
1732         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1733
1734 unlock:
1735         mutex_unlock(&oom_lock);
1736         return ret;
1737 }
1738
1739 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1740                                    pg_data_t *pgdat,
1741                                    gfp_t gfp_mask,
1742                                    unsigned long *total_scanned)
1743 {
1744         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1745         int total = 0;
1746         int loop = 0;
1747         unsigned long excess;
1748         unsigned long nr_scanned;
1749         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1750                 .pgdat = pgdat,
1751         };
1752
1753         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1754
1755         while (1) {
1756                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1757                 if (!victim) {
1758                         loop++;
1759                         if (loop >= 2) {
1760                                 /*
1761                                  * If we have not been able to reclaim
1762                                  * anything, it might because there are
1763                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1764                                  */
1765                                 if (!total)
1766                                         break;
1767                                 /*
1768                                  * We want to do more targeted reclaim.
1769                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1770                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1771                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1772                                  */
1773                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1774                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1775                                         break;
1776                         }
1777                         continue;
1778                 }
1779                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1780                                         pgdat, &nr_scanned);
1781                 *total_scanned += nr_scanned;
1782                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1783                         break;
1784         }
1785         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1786         return total;
1787 }
1788
1789 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1790 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1791         .name = "memcg_oom_lock",
1792 };
1793 #endif
1794
1795 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1796
1797 /*
1798  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1799  * If someone is running, return false.
1800  */
1801 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1802 {
1803         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1804
1805         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1806
1807         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1808                 if (iter->oom_lock) {
1809                         /*
1810                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1811                          * so we cannot give a lock.
1812                          */
1813                         failed = iter;
1814                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1815                         break;
1816                 } else
1817                         iter->oom_lock = true;
1818         }
1819
1820         if (failed) {
1821                 /*
1822                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1823                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1824                  */
1825                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1826                         if (iter == failed) {
1827                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1828                                 break;
1829                         }
1830                         iter->oom_lock = false;
1831                 }
1832         } else
1833                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1834
1835         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1836
1837         return !failed;
1838 }
1839
1840 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1841 {
1842         struct mem_cgroup *iter;
1843
1844         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1845         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1846         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1847                 iter->oom_lock = false;
1848         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1849 }
1850
1851 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1852 {
1853         struct mem_cgroup *iter;
1854
1855         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1856         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1857                 iter->under_oom++;
1858         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1859 }
1860
1861 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1862 {
1863         struct mem_cgroup *iter;
1864
1865         /*
1866          * Be careful about under_oom underflows becase a child memcg
1867          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1868          */
1869         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1870         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1871                 if (iter->under_oom > 0)
1872                         iter->under_oom--;
1873         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1874 }
1875
1876 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1877
1878 struct oom_wait_info {
1879         struct mem_cgroup *memcg;
1880         wait_queue_entry_t      wait;
1881 };
1882
1883 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1884         unsigned mode, int sync, void *arg)
1885 {
1886         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1887         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1888         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1889
1890         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1891         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1892
1893         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1894             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1895                 return 0;
1896         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1897 }
1898
1899 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1900 {
1901         /*
1902          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1903          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1904          * this function is called as a result of userland actions
1905          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1906          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1907          * triggering notification.
1908          */
1909         if (memcg && memcg->under_oom)
1910                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1911 }
1912
1913 enum oom_status {
1914         OOM_SUCCESS,
1915         OOM_FAILED,
1916         OOM_ASYNC,
1917         OOM_SKIPPED
1918 };
1919
1920 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1921 {
1922         enum oom_status ret;
1923         bool locked;
1924
1925         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1926                 return OOM_SKIPPED;
1927
1928         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1929
1930         /*
1931          * We are in the middle of the charge context here, so we
1932          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1933          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1934          *
1935          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1936          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1937          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1938          * released.
1939          *
1940          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1941          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1942          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1943          * invoke the oom killer here.
1944          *
1945          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1946          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1947          */
1948         if (memcg->oom_kill_disable) {
1949                 if (!current->in_user_fault)
1950                         return OOM_SKIPPED;
1951                 css_get(&memcg->css);
1952                 current->memcg_in_oom = memcg;
1953                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1954                 current->memcg_oom_order = order;
1955
1956                 return OOM_ASYNC;
1957         }
1958
1959         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1960
1961         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1962
1963         if (locked)
1964                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1965
1966         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1967         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1968                 ret = OOM_SUCCESS;
1969         else
1970                 ret = OOM_FAILED;
1971
1972         if (locked)
1973                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1974
1975         return ret;
1976 }
1977
1978 /**
1979  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1980  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1981  *
1982  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1983  * handler was enabled.
1984  *
1985  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1986  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1987  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1988  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1989  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1990  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1991  *
1992  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1993  * completed, %false otherwise.
1994  */
1995 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1996 {
1997         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1998         struct oom_wait_info owait;
1999         bool locked;
2000
2001         /* OOM is global, do not handle */
2002         if (!memcg)
2003                 return false;
2004
2005         if (!handle)
2006                 goto cleanup;
2007
2008         owait.memcg = memcg;
2009         owait.wait.flags = 0;
2010         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2011         owait.wait.private = current;
2012         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2013
2014         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2015         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2016
2017         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2018
2019         if (locked)
2020                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2021
2022         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
2023                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2024                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2025                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
2026                                          current->memcg_oom_order);
2027         } else {
2028                 schedule();
2029                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2030                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2031         }
2032
2033         if (locked) {
2034                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2035                 /*
2036                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
2037                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
2038                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitely.
2039                  */
2040                 memcg_oom_recover(memcg);
2041         }
2042 cleanup:
2043         current->memcg_in_oom = NULL;
2044         css_put(&memcg->css);
2045         return true;
2046 }
2047
2048 /**
2049  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2050  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2051  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2052  *
2053  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2054  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2055  *
2056  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2057  */
2058 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2059                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2060 {
2061         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2062         struct mem_cgroup *memcg;
2063
2064         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2065                 return NULL;
2066
2067         if (!oom_domain)
2068                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2069
2070         rcu_read_lock();
2071
2072         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2073         if (memcg == root_mem_cgroup)
2074                 goto out;
2075
2076         /*
2077          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2078          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2079          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2080          */
2081         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2082                 goto out;
2083
2084         /*
2085          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2086          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2087          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2088          */
2089         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2090                 if (memcg->oom_group)
2091                         oom_group = memcg;
2092
2093                 if (memcg == oom_domain)
2094                         break;
2095         }
2096
2097         if (oom_group)
2098                 css_get(&oom_group->css);
2099 out:
2100         rcu_read_unlock();
2101
2102         return oom_group;
2103 }
2104
2105 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2106 {
2107         pr_info("Tasks in ");
2108         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2109         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2110 }
2111
2112 /**
2113  * lock_page_memcg - lock a page->mem_cgroup binding
2114  * @page: the page
2115  *
2116  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2117  * another cgroup.
2118  *
2119  * It ensures lifetime of the returned memcg. Caller is responsible
2120  * for the lifetime of the page; __unlock_page_memcg() is available
2121  * when @page might get freed inside the locked section.
2122  */
2123 struct mem_cgroup *lock_page_memcg(struct page *page)
2124 {
2125         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2126         struct mem_cgroup *memcg;
2127         unsigned long flags;
2128
2129         /*
2130          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2131          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2132          * because page moving starts with an RCU grace period.
2133          *
2134          * The RCU lock also protects the memcg from being freed when
2135          * the page state that is going to change is the only thing
2136          * preventing the page itself from being freed. E.g. writeback
2137          * doesn't hold a page reference and relies on PG_writeback to
2138          * keep off truncation, migration and so forth.
2139          */
2140         rcu_read_lock();
2141
2142         if (mem_cgroup_disabled())
2143                 return NULL;
2144 again:
2145         memcg = head->mem_cgroup;
2146         if (unlikely(!memcg))
2147                 return NULL;
2148
2149         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2150                 return memcg;
2151
2152         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2153         if (memcg != head->mem_cgroup) {
2154                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2155                 goto again;
2156         }
2157
2158         /*
2159          * When charge migration first begins, we can have locked and
2160          * unlocked page stat updates happening concurrently.  Track
2161          * the task who has the lock for unlock_page_memcg().
2162          */
2163         memcg->move_lock_task = current;
2164         memcg->move_lock_flags = flags;
2165
2166         return memcg;
2167 }
2168 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2169
2170 /**
2171  * __unlock_page_memcg - unlock and unpin a memcg
2172  * @memcg: the memcg
2173  *
2174  * Unlock and unpin a memcg returned by lock_page_memcg().
2175  */
2176 void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2177 {
2178         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2179                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2180
2181                 memcg->move_lock_task = NULL;
2182                 memcg->move_lock_flags = 0;
2183
2184                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2185         }
2186
2187         rcu_read_unlock();
2188 }
2189
2190 /**
2191  * unlock_page_memcg - unlock a page->mem_cgroup binding
2192  * @page: the page
2193  */
2194 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2195 {
2196         struct page *head = compound_head(page);
2197
2198         __unlock_page_memcg(head->mem_cgroup);
2199 }
2200 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2201
2202 struct memcg_stock_pcp {
2203         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2204         unsigned int nr_pages;
2205
2206 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2207         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2208         unsigned int nr_bytes;
2209 #endif
2210
2211         struct work_struct work;
2212         unsigned long flags;
2213 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2214 };
2215 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2216 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2217
2218 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2219 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2220 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2221                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2222
2223 #else
2224 static inline void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2225 {
2226 }
2227 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2228                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2229 {
2230         return false;
2231 }
2232 #endif
2233
2234 /**
2235  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2236  * @memcg: memcg to consume from.
2237  * @nr_pages: how many pages to charge.
2238  *
2239  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2240  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2241  * service an allocation will refill the stock.
2242  *
2243  * returns true if successful, false otherwise.
2244  */
2245 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2246 {
2247         struct memcg_stock_pcp *stock;
2248         unsigned long flags;
2249         bool ret = false;
2250
2251         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2252                 return ret;
2253
2254         local_irq_save(flags);
2255
2256         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2257         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2258                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2259                 ret = true;
2260         }
2261
2262         local_irq_restore(flags);
2263
2264         return ret;
2265 }
2266
2267 /*
2268  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2269  */
2270 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2271 {
2272         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2273
2274         if (!old)
2275                 return;
2276
2277         if (stock->nr_pages) {
2278                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2279                 if (do_memsw_account())
2280                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2281                 stock->nr_pages = 0;
2282         }
2283
2284         css_put(&old->css);
2285         stock->cached = NULL;
2286 }
2287
2288 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2289 {
2290         struct memcg_stock_pcp *stock;
2291         unsigned long flags;
2292
2293         /*
2294          * The only protection from memory hotplug vs. drain_stock races is
2295          * that we always operate on local CPU stock here with IRQ disabled
2296          */
2297         local_irq_save(flags);
2298
2299         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2300         drain_obj_stock(stock);
2301         drain_stock(stock);
2302         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2303
2304         local_irq_restore(flags);
2305 }
2306
2307 /*
2308  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2309  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2310  */
2311 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2312 {
2313         struct memcg_stock_pcp *stock;
2314         unsigned long flags;
2315
2316         local_irq_save(flags);
2317
2318         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2319         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2320                 drain_stock(stock);
2321                 css_get(&memcg->css);
2322                 stock->cached = memcg;
2323         }
2324         stock->nr_pages += nr_pages;
2325
2326         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2327                 drain_stock(stock);
2328
2329         local_irq_restore(flags);
2330 }
2331
2332 /*
2333  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2334  * of the hierarchy under it.
2335  */
2336 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2337 {
2338         int cpu, curcpu;
2339
2340         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2341         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2342                 return;
2343         /*
2344          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2345          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2346          * as well as workers from this path always operate on the local
2347          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2348          */
2349         curcpu = get_cpu();
2350         for_each_online_cpu(cpu) {
2351                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2352                 struct mem_cgroup *memcg;
2353                 bool flush = false;
2354
2355                 rcu_read_lock();
2356                 memcg = stock->cached;
2357                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2358                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2359                         flush = true;
2360                 if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2361                         flush = true;
2362                 rcu_read_unlock();
2363
2364                 if (flush &&
2365                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2366                         if (cpu == curcpu)
2367                                 drain_local_stock(&stock->work);
2368                         else
2369                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2370                 }
2371         }
2372         put_cpu();
2373         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2374 }
2375
2376 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2377 {
2378         struct memcg_stock_pcp *stock;
2379         struct mem_cgroup *memcg, *mi;
2380
2381         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2382         drain_stock(stock);
2383
2384         for_each_mem_cgroup(memcg) {
2385                 int i;
2386
2387                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
2388                         int nid;
2389                         long x;
2390
2391                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->stat[i], 0);
2392                         if (x)
2393                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2394                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmstats[i]);
2395
2396                         if (i >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
2397                                 continue;
2398
2399                         for_each_node(nid) {
2400                                 struct mem_cgroup_per_node *pn;
2401
2402                                 pn = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, nid);
2403                                 x = this_cpu_xchg(pn->lruvec_stat_cpu->count[i], 0);
2404                                 if (x)
2405                                         do {
2406                                                 atomic_long_add(x, &pn->lruvec_stat[i]);
2407                                         } while ((pn = parent_nodeinfo(pn, nid)));
2408                         }
2409                 }
2410
2411                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
2412                         long x;
2413
2414                         x = this_cpu_xchg(memcg->vmstats_percpu->events[i], 0);
2415                         if (x)
2416                                 for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
2417                                         atomic_long_add(x, &memcg->vmevents[i]);
2418                 }
2419         }
2420
2421         return 0;
2422 }
2423
2424 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2425                                   unsigned int nr_pages,
2426                                   gfp_t gfp_mask)
2427 {
2428         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2429
2430         do {
2431                 unsigned long pflags;
2432
2433                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2434                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2435                         continue;
2436
2437                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2438
2439                 psi_memstall_enter(&pflags);
2440                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2441                                                              gfp_mask, true);
2442                 psi_memstall_leave(&pflags);
2443         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2444                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2445
2446         return nr_reclaimed;
2447 }
2448
2449 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2450 {
2451         struct mem_cgroup *memcg;
2452
2453         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2454         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2455 }
2456
2457 /*
2458  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2459  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2460  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2461  */
2462 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2463
2464 /*
2465  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2466  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2467  * below.
2468  *
2469  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2470  *   overage ratio to a delay.
2471  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2472  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2473  *   to produce a reasonable delay curve.
2474  *
2475  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2476  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2477  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2478  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2479  * example, with a high of 100 megabytes:
2480  *
2481  *  +-------+------------------------+
2482  *  | usage | time to allocate in ms |
2483  *  +-------+------------------------+
2484  *  | 100M  |                      0 |
2485  *  | 101M  |                      6 |
2486  *  | 102M  |                     25 |
2487  *  | 103M  |                     57 |
2488  *  | 104M  |                    102 |
2489  *  | 105M  |                    159 |
2490  *  | 106M  |                    230 |
2491  *  | 107M  |                    313 |
2492  *  | 108M  |                    409 |
2493  *  | 109M  |                    518 |
2494  *  | 110M  |                    639 |
2495  *  | 111M  |                    774 |
2496  *  | 112M  |                    921 |
2497  *  | 113M  |                   1081 |
2498  *  | 114M  |                   1254 |
2499  *  | 115M  |                   1439 |
2500  *  | 116M  |                   1638 |
2501  *  | 117M  |                   1849 |
2502  *  | 118M  |                   2000 |
2503  *  | 119M  |                   2000 |
2504  *  | 120M  |                   2000 |
2505  *  +-------+------------------------+
2506  */
2507  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2508  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2509
2510 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2511 {
2512         u64 overage;
2513
2514         if (usage <= high)
2515                 return 0;
2516
2517         /*
2518          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2519          * it was a threshold of 1 page
2520          */
2521         high = max(high, 1UL);
2522
2523         overage = usage - high;
2524         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2525         return div64_u64(overage, high);
2526 }
2527
2528 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2529 {
2530         u64 overage, max_overage = 0;
2531
2532         do {
2533                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2534                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2535                 max_overage = max(overage, max_overage);
2536         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2537                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2538
2539         return max_overage;
2540 }
2541
2542 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2543 {
2544         u64 overage, max_overage = 0;
2545
2546         do {
2547                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2548                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2549                 if (overage)
2550                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2551                 max_overage = max(overage, max_overage);
2552         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2553                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2554
2555         return max_overage;
2556 }
2557
2558 /*
2559  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2560  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2561  */
2562 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2563                                           unsigned int nr_pages,
2564                                           u64 max_overage)
2565 {
2566         unsigned long penalty_jiffies;
2567
2568         if (!max_overage)
2569                 return 0;
2570
2571         /*
2572          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2573          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2574          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2575          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2576          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2577          * overage amount.
2578          */
2579         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2580         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2581         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2582
2583         /*
2584          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2585          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2586          * 4N-sized allocation.
2587          *
2588          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2589          * larger the current charge patch is than that.
2590          */
2591         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2596  * and reclaims memory over the high limit.
2597  */
2598 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2599 {
2600         unsigned long penalty_jiffies;
2601         unsigned long pflags;
2602         unsigned long nr_reclaimed;
2603         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2604         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2605         struct mem_cgroup *memcg;
2606         bool in_retry = false;
2607
2608         if (likely(!nr_pages))
2609                 return;
2610
2611         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2612         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2613
2614 retry_reclaim:
2615         /*
2616          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2617          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2618          * or breaching resource isolation.
2619          *
2620          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2621          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2622          * allocator run every time an allocation is made.
2623          */
2624         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2625                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2626                                     GFP_KERNEL);
2627
2628         /*
2629          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2630          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2631          */
2632         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2633                                                mem_find_max_overage(memcg));
2634
2635         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2636                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2637
2638         /*
2639          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2640          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2641          * extremely slowly.
2642          */
2643         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2644
2645         /*
2646          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2647          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2648          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2649          * been aggressively reclaimed enough yet.
2650          */
2651         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2652                 goto out;
2653
2654         /*
2655          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2656          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2657          * throttling.
2658          */
2659         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2660                 in_retry = true;
2661                 goto retry_reclaim;
2662         }
2663
2664         /*
2665          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2666          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2667          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2668          */
2669         psi_memstall_enter(&pflags);
2670         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2671         psi_memstall_leave(&pflags);
2672
2673 out:
2674         css_put(&memcg->css);
2675 }
2676
2677 static int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2678                       unsigned int nr_pages)
2679 {
2680         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2681         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2682         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2683         struct page_counter *counter;
2684         enum oom_status oom_status;
2685         unsigned long nr_reclaimed;
2686         bool passed_oom = false;
2687         bool may_swap = true;
2688         bool drained = false;
2689         unsigned long pflags;
2690
2691         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2692                 return 0;
2693 retry:
2694         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2695                 return 0;
2696
2697         if (!do_memsw_account() ||
2698             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2699                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2700                         goto done_restock;
2701                 if (do_memsw_account())
2702                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2703                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2704         } else {
2705                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2706                 may_swap = false;
2707         }
2708
2709         if (batch > nr_pages) {
2710                 batch = nr_pages;
2711                 goto retry;
2712         }
2713
2714         /*
2715          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2716          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2717          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2718          * and let these go through as privileged allocations.
2719          */
2720         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2721                 goto force;
2722
2723         /*
2724          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2725          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2726          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2727          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2728          */
2729         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2730                 goto force;
2731
2732         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2733                 goto nomem;
2734
2735         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2736                 goto nomem;
2737
2738         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2739
2740         psi_memstall_enter(&pflags);
2741         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2742                                                     gfp_mask, may_swap);
2743         psi_memstall_leave(&pflags);
2744
2745         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2746                 goto retry;
2747
2748         if (!drained) {
2749                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2750                 drained = true;
2751                 goto retry;
2752         }
2753
2754         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2755                 goto nomem;
2756         /*
2757          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2758          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2759          * before killing the task.
2760          *
2761          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2762          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2763          * to regular pages anyway in case of failure.
2764          */
2765         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2766                 goto retry;
2767         /*
2768          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2769          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2770          */
2771         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2772                 goto retry;
2773
2774         if (nr_retries--)
2775                 goto retry;
2776
2777         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2778                 goto nomem;
2779
2780         if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL)
2781                 goto force;
2782
2783         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2784         if (passed_oom && task_is_dying())
2785                 goto nomem;
2786
2787         /*
2788          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2789          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2790          * couldn't make any progress.
2791          */
2792         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2793                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2794         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2795                 passed_oom = true;
2796                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2797                 goto retry;
2798         }
2799 nomem:
2800         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2801                 return -ENOMEM;
2802 force:
2803         /*
2804          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2805          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2806          * temporarily by force charging it.
2807          */
2808         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2809         if (do_memsw_account())
2810                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2811
2812         return 0;
2813
2814 done_restock:
2815         if (batch > nr_pages)
2816                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2817
2818         /*
2819          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2820          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2821          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2822          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2823          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2824          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2825          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2826          */
2827         do {
2828                 bool mem_high, swap_high;
2829
2830                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2831                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2832                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2833                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2834
2835                 /* Don't bother a random interrupted task */
2836                 if (in_interrupt()) {
2837                         if (mem_high) {
2838                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2839                                 break;
2840                         }
2841                         continue;
2842                 }
2843
2844                 if (mem_high || swap_high) {
2845                         /*
2846                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2847                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2848                          * of the memory or swap footprints.
2849                          *
2850                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2851                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2852                          * based on how much each task is actually allocating.
2853                          */
2854                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2855                         set_notify_resume(current);
2856                         break;
2857                 }
2858         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2859
2860         return 0;
2861 }
2862
2863 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2864 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2865 {
2866         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2867                 return;
2868
2869         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2870         if (do_memsw_account())
2871                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2872 }
2873 #endif
2874
2875 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2876 {
2877         VM_BUG_ON_PAGE(page->mem_cgroup, page);
2878         /*
2879          * Any of the following ensures page->mem_cgroup stability:
2880          *
2881          * - the page lock
2882          * - LRU isolation
2883          * - lock_page_memcg()
2884          * - exclusive reference
2885          */
2886         page->mem_cgroup = memcg;
2887 }
2888
2889 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2890 /*
2891  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2892  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2893  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2894  */
2895 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
2896                                  __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
2897
2898 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2899                                  gfp_t gfp)
2900 {
2901         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2902         void *vec;
2903
2904         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2905         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2906                            page_to_nid(page));
2907         if (!vec)
2908                 return -ENOMEM;
2909
2910         if (cmpxchg(&page->obj_cgroups, NULL,
2911                     (struct obj_cgroup **) ((unsigned long)vec | 0x1UL)))
2912                 kfree(vec);
2913         else
2914                 kmemleak_not_leak(vec);
2915
2916         return 0;
2917 }
2918
2919 /*
2920  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2921  *
2922  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2923  * cgroup_mutex, etc.
2924  */
2925 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2926 {
2927         struct page *page;
2928
2929         if (mem_cgroup_disabled())
2930                 return NULL;
2931
2932         page = virt_to_head_page(p);
2933
2934         /*
2935          * If page->mem_cgroup is set, it's either a simple mem_cgroup pointer
2936          * or a pointer to obj_cgroup vector. In the latter case the lowest
2937          * bit of the pointer is set.
2938          * The page->mem_cgroup pointer can be asynchronously changed
2939          * from NULL to (obj_cgroup_vec | 0x1UL), but can't be changed
2940          * from a valid memcg pointer to objcg vector or back.
2941          */
2942         if (!page->mem_cgroup)
2943                 return NULL;
2944
2945         /*
2946          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2947          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2948          * the page->obj_cgroups.
2949          */
2950         if (page_has_obj_cgroups(page)) {
2951                 struct obj_cgroup *objcg;
2952                 unsigned int off;
2953
2954                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2955                 objcg = page_obj_cgroups(page)[off];
2956                 if (objcg)
2957                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2958
2959                 return NULL;
2960         }
2961
2962         /* All other pages use page->mem_cgroup */
2963         return page->mem_cgroup;
2964 }
2965
2966 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2967 {
2968         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2969         struct mem_cgroup *memcg;
2970
2971         if (memcg_kmem_bypass())
2972                 return NULL;
2973
2974         rcu_read_lock();
2975         if (unlikely(active_memcg()))
2976                 memcg = active_memcg();
2977         else
2978                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2979
2980         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2981                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2982                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2983                         break;
2984                 objcg = NULL;
2985         }
2986         rcu_read_unlock();
2987
2988         return objcg;
2989 }
2990
2991 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2992 {
2993         int id, size;
2994         int err;
2995
2996         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2997                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2998         if (id < 0)
2999                 return id;
3000
3001         if (id < memcg_nr_cache_ids)
3002                 return id;
3003
3004         /*
3005          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
3006          * so we have to grow them.
3007          */
3008         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
3009
3010         size = 2 * (id + 1);
3011         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
3012                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
3013         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
3014                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
3015
3016         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
3017         if (!err)
3018                 memcg_nr_cache_ids = size;
3019
3020         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
3021
3022         if (err) {
3023                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3024                 return err;
3025         }
3026         return id;
3027 }
3028
3029 static void memcg_free_cache_id(int id)
3030 {
3031         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
3032 }
3033
3034 /**
3035  * __memcg_kmem_charge: charge a number of kernel pages to a memcg
3036  * @memcg: memory cgroup to charge
3037  * @gfp: reclaim mode
3038  * @nr_pages: number of pages to charge
3039  *
3040  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3041  */
3042 int __memcg_kmem_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
3043                         unsigned int nr_pages)
3044 {
3045         struct page_counter *counter;
3046         int ret;
3047
3048         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3049         if (ret)
3050                 return ret;
3051
3052         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3053             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3054
3055                 /*
3056                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3057                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3058                  * handling code.
3059                  */
3060                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3061                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3062                         return 0;
3063                 }
3064                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3065                 return -ENOMEM;
3066         }
3067         return 0;
3068 }
3069
3070 /**
3071  * __memcg_kmem_uncharge: uncharge a number of kernel pages from a memcg
3072  * @memcg: memcg to uncharge
3073  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3074  */
3075 void __memcg_kmem_uncharge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
3076 {
3077         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3078                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
3079
3080         refill_stock(memcg, nr_pages);
3081 }
3082
3083 /**
3084  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3085  * @page: page to charge
3086  * @gfp: reclaim mode
3087  * @order: allocation order
3088  *
3089  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3090  */
3091 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3092 {
3093         struct mem_cgroup *memcg;
3094         int ret = 0;
3095
3096         memcg = get_mem_cgroup_from_current();
3097         if (memcg && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3098                 ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, 1 << order);
3099                 if (!ret) {
3100                         page->mem_cgroup = memcg;
3101                         __SetPageKmemcg(page);
3102                         return 0;
3103                 }
3104                 css_put(&memcg->css);
3105         }
3106         return ret;
3107 }
3108
3109 /**
3110  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3111  * @page: page to uncharge
3112  * @order: allocation order
3113  */
3114 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3115 {
3116         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
3117         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3118
3119         if (!memcg)
3120                 return;
3121
3122         VM_BUG_ON_PAGE(mem_cgroup_is_root(memcg), page);
3123         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3124         page->mem_cgroup = NULL;
3125         css_put(&memcg->css);
3126
3127         /* slab pages do not have PageKmemcg flag set */
3128         if (PageKmemcg(page))
3129                 __ClearPageKmemcg(page);
3130 }
3131
3132 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3133 {
3134         struct memcg_stock_pcp *stock;
3135         unsigned long flags;
3136         bool ret = false;
3137
3138         local_irq_save(flags);
3139
3140         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3141         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3142                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3143                 ret = true;
3144         }
3145
3146         local_irq_restore(flags);
3147
3148         return ret;
3149 }
3150
3151 static void drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3152 {
3153         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3154
3155         if (!old)
3156                 return;
3157
3158         if (stock->nr_bytes) {
3159                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3160                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3161
3162                 if (nr_pages) {
3163                         struct mem_cgroup *memcg;
3164
3165                         rcu_read_lock();
3166 retry:
3167                         memcg = obj_cgroup_memcg(old);
3168                         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3169                                 goto retry;
3170                         rcu_read_unlock();
3171
3172                         __memcg_kmem_uncharge(memcg, nr_pages);
3173                         css_put(&memcg->css);
3174                 }
3175
3176                 /*
3177                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3178                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3179                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3180                  * refill_obj_stock().
3181                  *
3182                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3183                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3184                  * so it might be changed in the future.
3185                  */
3186                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3187                 stock->nr_bytes = 0;
3188         }
3189
3190         obj_cgroup_put(old);
3191         stock->cached_objcg = NULL;
3192 }
3193
3194 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3195                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3196 {
3197         struct mem_cgroup *memcg;
3198
3199         if (stock->cached_objcg) {
3200                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->cached_objcg);
3201                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3202                         return true;
3203         }
3204
3205         return false;
3206 }
3207
3208 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3209 {
3210         struct memcg_stock_pcp *stock;
3211         unsigned long flags;
3212
3213         local_irq_save(flags);
3214
3215         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3216         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3217                 drain_obj_stock(stock);
3218                 obj_cgroup_get(objcg);
3219                 stock->cached_objcg = objcg;
3220                 stock->nr_bytes = atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0);
3221         }
3222         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3223
3224         if (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)
3225                 drain_obj_stock(stock);
3226
3227         local_irq_restore(flags);
3228 }
3229
3230 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3231 {
3232         struct mem_cgroup *memcg;
3233         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3234         int ret;
3235
3236         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3237                 return 0;
3238
3239         /*
3240          * In theory, memcg->nr_charged_bytes can have enough
3241          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3242          * flushing memcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3243          * operations, and memcg->nr_charged_bytes can't be big,
3244          * so it's better to ignore it and try grab some new pages.
3245          * memcg->nr_charged_bytes will be flushed in
3246          * refill_obj_stock(), called from this function or
3247          * independently later.
3248          */
3249         rcu_read_lock();
3250 retry:
3251         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3252         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
3253                 goto retry;
3254         rcu_read_unlock();
3255
3256         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3257         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3258
3259         if (nr_bytes)
3260                 nr_pages += 1;
3261
3262         ret = __memcg_kmem_charge(memcg, gfp, nr_pages);
3263         if (!ret && nr_bytes)
3264                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes);
3265
3266         css_put(&memcg->css);
3267         return ret;
3268 }
3269
3270 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3271 {
3272         refill_obj_stock(objcg, size);
3273 }
3274
3275 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3276
3277 /*
3278  * Because head->mem_cgroup is not set on tails, set it now.
3279  */
3280 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3281 {
3282         struct mem_cgroup *memcg = head->mem_cgroup;
3283         int kmemcg = PageKmemcg(head);
3284         int i;
3285
3286         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3287                 return;
3288
3289         for (i = 1; i < nr; i++) {
3290                 head[i].mem_cgroup = memcg;
3291                 if (kmemcg)
3292                         __SetPageKmemcg(head + i);
3293         }
3294         css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3295 }
3296
3297 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3298 /**
3299  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3300  * @entry: swap entry to be moved
3301  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3302  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3303  *
3304  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3305  * as the mem_cgroup's id of @from.
3306  *
3307  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3308  *
3309  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3310  * both res and memsw, and called css_get().
3311  */
3312 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3313                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3314 {
3315         unsigned short old_id, new_id;
3316
3317         old_id = mem_cgroup_id(from);
3318         new_id = mem_cgroup_id(to);
3319
3320         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3321                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3322                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3323                 return 0;
3324         }
3325         return -EINVAL;
3326 }
3327 #else
3328 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3329                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3330 {
3331         return -EINVAL;
3332 }
3333 #endif
3334
3335 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3336
3337 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3338                                  unsigned long max, bool memsw)
3339 {
3340         bool enlarge = false;
3341         bool drained = false;
3342         int ret;
3343         bool limits_invariant;
3344         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3345
3346         do {
3347                 if (signal_pending(current)) {
3348                         ret = -EINTR;
3349                         break;
3350                 }
3351
3352                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3353                 /*
3354                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3355                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3356                  */
3357                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3358                                            max <= memcg->memsw.max;
3359                 if (!limits_invariant) {
3360                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3361                         ret = -EINVAL;
3362                         break;
3363                 }
3364                 if (max > counter->max)
3365                         enlarge = true;
3366                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3367                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3368
3369                 if (!ret)
3370                         break;
3371
3372                 if (!drained) {
3373                         drain_all_stock(memcg);
3374                         drained = true;
3375                         continue;
3376                 }
3377
3378                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3379                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3380                         ret = -EBUSY;
3381                         break;
3382                 }
3383         } while (true);
3384
3385         if (!ret && enlarge)
3386                 memcg_oom_recover(memcg);
3387
3388         return ret;
3389 }
3390
3391 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3392                                             gfp_t gfp_mask,
3393                                             unsigned long *total_scanned)
3394 {
3395         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3396         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3397         unsigned long reclaimed;
3398         int loop = 0;
3399         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3400         unsigned long excess;
3401         unsigned long nr_scanned;
3402
3403         if (order > 0)
3404                 return 0;
3405
3406         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3407
3408         /*
3409          * Do not even bother to check the largest node if the root
3410          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3411          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3412          */
3413         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3414                 return 0;
3415
3416         /*
3417          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3418          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3419          * pressure
3420          */
3421         do {
3422                 if (next_mz)
3423                         mz = next_mz;
3424                 else
3425                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3426                 if (!mz)
3427                         break;
3428
3429                 nr_scanned = 0;
3430                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3431                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3432                 nr_reclaimed += reclaimed;
3433                 *total_scanned += nr_scanned;
3434                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3435                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3436
3437                 /*
3438                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3439                  * it is time to move on to the next cgroup
3440                  */
3441                 next_mz = NULL;
3442                 if (!reclaimed)
3443                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3444
3445                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3446                 /*
3447                  * One school of thought says that we should not add
3448                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3449                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3450                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3451                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3452                  * term TODO.
3453                  */
3454                 /* If excess == 0, no tree ops */
3455                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3456                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3457                 css_put(&mz->memcg->css);
3458                 loop++;
3459                 /*
3460                  * Could not reclaim anything and there are no more
3461                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3462                  * reclaiming anything.
3463                  */
3464                 if (!nr_reclaimed &&
3465                         (next_mz == NULL ||
3466                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3467                         break;
3468         } while (!nr_reclaimed);
3469         if (next_mz)
3470                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3471         return nr_reclaimed;
3472 }
3473
3474 /*
3475  * Test whether @memcg has children, dead or alive.  Note that this
3476  * function doesn't care whether @memcg has use_hierarchy enabled and
3477  * returns %true if there are child csses according to the cgroup
3478  * hierarchy.  Testing use_hierarchy is the caller's responsibility.
3479  */
3480 static inline bool memcg_has_children(struct mem_cgroup *memcg)
3481 {
3482         bool ret;
3483
3484         rcu_read_lock();
3485         ret = css_next_child(NULL, &memcg->css);
3486         rcu_read_unlock();
3487         return ret;
3488 }
3489
3490 /*
3491  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3492  *
3493  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3494  */
3495 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3496 {
3497         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3498
3499         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3500         lru_add_drain_all();
3501
3502         drain_all_stock(memcg);
3503
3504         /* try to free all pages in this cgroup */
3505         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3506                 int progress;
3507
3508                 if (signal_pending(current))
3509                         return -EINTR;
3510
3511                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3512                                                         GFP_KERNEL, true);
3513                 if (!progress) {
3514                         nr_retries--;
3515                         /* maybe some writeback is necessary */
3516                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3517                 }
3518
3519         }
3520
3521         return 0;
3522 }
3523
3524 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3525                                             char *buf, size_t nbytes,
3526                                             loff_t off)
3527 {
3528         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3529
3530         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3531                 return -EINVAL;
3532         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3533 }
3534
3535 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3536                                      struct cftype *cft)
3537 {
3538         return mem_cgroup_from_css(css)->use_hierarchy;
3539 }
3540
3541 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3542                                       struct cftype *cft, u64 val)
3543 {
3544         int retval = 0;
3545         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3546         struct mem_cgroup *parent_memcg = mem_cgroup_from_css(memcg->css.parent);
3547
3548         if (memcg->use_hierarchy == val)
3549                 return 0;
3550
3551         /*
3552          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3553          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3554          * occur, provided the current cgroup has no children.
3555          *
3556          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3557          * set if there are no children.
3558          */
3559         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3560                                 (val == 1 || val == 0)) {
3561                 if (!memcg_has_children(memcg))
3562                         memcg->use_hierarchy = val;
3563                 else
3564                         retval = -EBUSY;
3565         } else
3566                 retval = -EINVAL;
3567
3568         return retval;
3569 }
3570
3571 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3572 {
3573         unsigned long val;
3574
3575         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3576                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3577                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3578                 if (swap)
3579                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3580         } else {
3581                 if (!swap)
3582                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3583                 else
3584                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3585         }
3586         return val;
3587 }
3588
3589 enum {
3590         RES_USAGE,
3591         RES_LIMIT,
3592         RES_MAX_USAGE,
3593         RES_FAILCNT,
3594         RES_SOFT_LIMIT,
3595 };
3596
3597 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3598                                struct cftype *cft)
3599 {
3600         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3601         struct page_counter *counter;
3602
3603         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3604         case _MEM:
3605                 counter = &memcg->memory;
3606                 break;
3607         case _MEMSWAP:
3608                 counter = &memcg->memsw;
3609                 break;
3610         case _KMEM:
3611                 counter = &memcg->kmem;
3612                 break;
3613         case _TCP:
3614                 counter = &memcg->tcpmem;
3615                 break;
3616         default:
3617                 BUG();
3618         }
3619
3620         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3621         case RES_USAGE:
3622                 if (counter == &memcg->memory)
3623                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3624                 if (counter == &memcg->memsw)
3625                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3626                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3627         case RES_LIMIT:
3628                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3629         case RES_MAX_USAGE:
3630                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3631         case RES_FAILCNT:
3632                 return counter->failcnt;
3633         case RES_SOFT_LIMIT:
3634                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3635         default:
3636                 BUG();
3637         }
3638 }
3639
3640 static void memcg_flush_percpu_vmstats(struct mem_cgroup *memcg)
3641 {
3642         unsigned long stat[MEMCG_NR_STAT] = {0};
3643         struct mem_cgroup *mi;
3644         int node, cpu, i;
3645
3646         for_each_online_cpu(cpu)
3647                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3648                         stat[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->stat[i], cpu);
3649
3650         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3651                 for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++)
3652                         atomic_long_add(stat[i], &mi->vmstats[i]);
3653
3654         for_each_node(node) {
3655                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
3656                 struct mem_cgroup_per_node *pi;
3657
3658                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3659                         stat[i] = 0;
3660
3661                 for_each_online_cpu(cpu)
3662                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3663                                 stat[i] += per_cpu(
3664                                         pn->lruvec_stat_cpu->count[i], cpu);
3665
3666                 for (pi = pn; pi; pi = parent_nodeinfo(pi, node))
3667                         for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++)
3668                                 atomic_long_add(stat[i], &pi->lruvec_stat[i]);
3669         }
3670 }
3671
3672 static void memcg_flush_percpu_vmevents(struct mem_cgroup *memcg)
3673 {
3674         unsigned long events[NR_VM_EVENT_ITEMS];
3675         struct mem_cgroup *mi;
3676         int cpu, i;
3677
3678         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3679                 events[i] = 0;
3680
3681         for_each_online_cpu(cpu)
3682                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3683                         events[i] += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[i],
3684                                              cpu);
3685
3686         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi))
3687                 for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++)
3688                         atomic_long_add(events[i], &mi->vmevents[i]);
3689 }
3690
3691 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3692 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3693 {
3694         struct obj_cgroup *objcg;
3695         int memcg_id;
3696
3697         if (cgroup_memory_nokmem)
3698                 return 0;
3699
3700         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3701         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3702
3703         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3704         if (memcg_id < 0)
3705                 return memcg_id;
3706
3707         objcg = obj_cgroup_alloc();
3708         if (!objcg) {
3709                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3710                 return -ENOMEM;
3711         }
3712         objcg->memcg = memcg;
3713         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3714
3715         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3716
3717         /*
3718          * A memory cgroup is considered kmem-online as soon as it gets
3719          * kmemcg_id. Setting the id after enabling static branching will
3720          * guarantee no one starts accounting before all call sites are
3721          * patched.
3722          */
3723         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3724         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3725
3726         return 0;
3727 }
3728
3729 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3730 {
3731         struct cgroup_subsys_state *css;
3732         struct mem_cgroup *parent, *child;
3733         int kmemcg_id;
3734
3735         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3736                 return;
3737
3738         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3739
3740         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3741         if (!parent)
3742                 parent = root_mem_cgroup;
3743
3744         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3745
3746         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3747         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3748
3749         /*
3750          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3751          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3752          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3753          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3754          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3755          * memcg_drain_all_list_lrus().
3756          */
3757         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3758         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3759                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3760                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3761                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3762                 if (!memcg->use_hierarchy)
3763                         break;
3764         }
3765         rcu_read_unlock();
3766
3767         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3768
3769         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3770 }
3771
3772 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3773 {
3774         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3775         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3776                 memcg_offline_kmem(memcg);
3777 }
3778 #else
3779 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3780 {
3781         return 0;
3782 }
3783 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3784 {
3785 }
3786 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3787 {
3788 }
3789 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3790
3791 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3792                                  unsigned long max)
3793 {
3794         int ret;
3795
3796         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3797         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3798         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3799         return ret;
3800 }
3801
3802 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3803 {
3804         int ret;
3805
3806         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3807
3808         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3809         if (ret)
3810                 goto out;
3811
3812         if (!memcg->tcpmem_active) {
3813                 /*
3814                  * The active flag needs to be written after the static_key
3815                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3816                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3817                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3818                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3819                  *
3820                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3821                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3822                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3823                  * yet, we'll lose accounting.
3824                  *
3825                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3826                  * because when this value change, the code to process it is not
3827                  * patched in yet.
3828                  */
3829                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3830                 memcg->tcpmem_active = true;
3831         }
3832 out:
3833         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3834         return ret;
3835 }
3836
3837 /*
3838  * The user of this function is...
3839  * RES_LIMIT.
3840  */
3841 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3842                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3843 {
3844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3845         unsigned long nr_pages;
3846         int ret;
3847
3848         buf = strstrip(buf);
3849         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3850         if (ret)
3851                 return ret;
3852
3853         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3854         case RES_LIMIT:
3855                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3856                         ret = -EINVAL;
3857                         break;
3858                 }
3859                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3860                 case _MEM:
3861                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3862                         break;
3863                 case _MEMSWAP:
3864                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3865                         break;
3866                 case _KMEM:
3867                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3868                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3869                                      "depend on this functionality.\n");
3870                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3871                         break;
3872                 case _TCP:
3873                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3874                         break;
3875                 }
3876                 break;
3877         case RES_SOFT_LIMIT:
3878                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3879                 ret = 0;
3880                 break;
3881         }
3882         return ret ?: nbytes;
3883 }
3884
3885 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3886                                 size_t nbytes, loff_t off)
3887 {
3888         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3889         struct page_counter *counter;
3890
3891         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3892         case _MEM:
3893                 counter = &memcg->memory;
3894                 break;
3895         case _MEMSWAP:
3896                 counter = &memcg->memsw;
3897                 break;
3898         case _KMEM:
3899                 counter = &memcg->kmem;
3900                 break;
3901         case _TCP:
3902                 counter = &memcg->tcpmem;
3903                 break;
3904         default:
3905                 BUG();
3906         }
3907
3908         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3909         case RES_MAX_USAGE:
3910                 page_counter_reset_watermark(counter);
3911                 break;
3912         case RES_FAILCNT:
3913                 counter->failcnt = 0;
3914                 break;
3915         default:
3916                 BUG();
3917         }
3918
3919         return nbytes;
3920 }
3921
3922 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3923                                         struct cftype *cft)
3924 {
3925         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3926 }
3927
3928 #ifdef CONFIG_MMU
3929 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3930                                         struct cftype *cft, u64 val)
3931 {
3932         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3933
3934         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
3935                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3936                      "depend on this functionality.\n");
3937
3938         if (val & ~MOVE_MASK)
3939                 return -EINVAL;
3940
3941         /*
3942          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3943          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3944          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3945          * affect task migrations starting after the change.
3946          */
3947         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3948         return 0;
3949 }
3950 #else
3951 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3952                                         struct cftype *cft, u64 val)
3953 {
3954         return -ENOSYS;
3955 }
3956 #endif
3957
3958 #ifdef CONFIG_NUMA
3959
3960 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3961 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3962 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3963
3964 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3965                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3966 {
3967         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3968         unsigned long nr = 0;
3969         enum lru_list lru;
3970
3971         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3972
3973         for_each_lru(lru) {
3974                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3975                         continue;
3976                 if (tree)
3977                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3978                 else
3979                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3980         }
3981         return nr;
3982 }
3983
3984 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3985                                              unsigned int lru_mask,
3986                                              bool tree)
3987 {
3988         unsigned long nr = 0;
3989         enum lru_list lru;
3990
3991         for_each_lru(lru) {
3992                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3993                         continue;
3994                 if (tree)
3995                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3996                 else
3997                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3998         }
3999         return nr;
4000 }
4001
4002 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4003 {
4004         struct numa_stat {
4005                 const char *name;
4006                 unsigned int lru_mask;
4007         };
4008
4009         static const struct numa_stat stats[] = {
4010                 { "total", LRU_ALL },
4011                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4012                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4013                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4014         };
4015         const struct numa_stat *stat;
4016         int nid;
4017         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4018
4019         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4020                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4021                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4022                                                    false));
4023                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4024                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4025                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4026                                                         stat->lru_mask, false));
4027                 seq_putc(m, '\n');
4028         }
4029
4030         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4031
4032                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4033                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4034                                                    true));
4035                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4036                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4037                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4038                                                         stat->lru_mask, true));
4039                 seq_putc(m, '\n');
4040         }
4041
4042         return 0;
4043 }
4044 #endif /* CONFIG_NUMA */
4045
4046 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4047         NR_FILE_PAGES,
4048         NR_ANON_MAPPED,
4049 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4050         NR_ANON_THPS,
4051 #endif
4052         NR_SHMEM,
4053         NR_FILE_MAPPED,
4054         NR_FILE_DIRTY,
4055         NR_WRITEBACK,
4056         MEMCG_SWAP,
4057 };
4058
4059 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4060         "cache",
4061         "rss",
4062 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4063         "rss_huge",
4064 #endif
4065         "shmem",
4066         "mapped_file",
4067         "dirty",
4068         "writeback",
4069         "swap",
4070 };
4071
4072 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4073 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4074         PGPGIN,
4075         PGPGOUT,
4076         PGFAULT,
4077         PGMAJFAULT,
4078 };
4079
4080 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4081 {
4082         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4083         unsigned long memory, memsw;
4084         struct mem_cgroup *mi;
4085         unsigned int i;
4086
4087         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4088
4089         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4090                 unsigned long nr;
4091
4092                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4093                         continue;
4094                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4095 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4096                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4097                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4098 #endif
4099                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4100         }
4101
4102         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4103                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4104                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4105
4106         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4107                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4108                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4109                            PAGE_SIZE);
4110
4111         /* Hierarchical information */
4112         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4113         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4114                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4115                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4116         }
4117         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4118                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4119         if (do_memsw_account())
4120                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4121                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4122
4123         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4124                 unsigned long nr;
4125
4126                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4127                         continue;
4128                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4129 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4130                 if (memcg1_stats[i] == NR_ANON_THPS)
4131                         nr *= HPAGE_PMD_NR;
4132 #endif
4133                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4134                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4135         }
4136
4137         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4138                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4139                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4140                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4141
4142         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4143                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4144                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4145                            PAGE_SIZE);
4146
4147 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4148         {
4149                 pg_data_t *pgdat;
4150                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4151                 unsigned long anon_cost = 0;
4152                 unsigned long file_cost = 0;
4153
4154                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4155                         mz = mem_cgroup_nodeinfo(memcg, pgdat->node_id);
4156
4157                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4158                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4159                 }
4160                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4161                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4162         }
4163 #endif
4164
4165         return 0;
4166 }
4167
4168 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4169                                       struct cftype *cft)
4170 {
4171         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4172
4173         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4174 }
4175
4176 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4177                                        struct cftype *cft, u64 val)
4178 {
4179         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4180
4181         if (val > 100)
4182                 return -EINVAL;
4183
4184         if (css->parent)
4185                 memcg->swappiness = val;
4186         else
4187                 vm_swappiness = val;
4188
4189         return 0;
4190 }
4191
4192 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4193 {
4194         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4195         unsigned long usage;
4196         int i;
4197
4198         rcu_read_lock();
4199         if (!swap)
4200                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4201         else
4202                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4203
4204         if (!t)
4205                 goto unlock;
4206
4207         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4208
4209         /*
4210          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4211          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4212          * call of __mem_cgroup_threshold().
4213          */
4214         i = t->current_threshold;
4215
4216         /*
4217          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4218          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4219          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4220          * only one element of the array here.
4221          */
4222         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4223                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4224
4225         /* i = current_threshold + 1 */
4226         i++;
4227
4228         /*
4229          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4230          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4231          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4232          * only one element of the array here.
4233          */
4234         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4235                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4236
4237         /* Update current_threshold */
4238         t->current_threshold = i - 1;
4239 unlock:
4240         rcu_read_unlock();
4241 }
4242
4243 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4244 {
4245         while (memcg) {
4246                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4247                 if (do_memsw_account())
4248                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4249
4250                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4251         }
4252 }
4253
4254 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4255 {
4256         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4257         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4258
4259         if (_a->threshold > _b->threshold)
4260                 return 1;
4261
4262         if (_a->threshold < _b->threshold)
4263                 return -1;
4264
4265         return 0;
4266 }
4267
4268 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4269 {
4270         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4271
4272         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4273
4274         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4275                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4276
4277         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4278         return 0;
4279 }
4280
4281 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4282 {
4283         struct mem_cgroup *iter;
4284
4285         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4286                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4287 }
4288
4289 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4290         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4291 {
4292         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4293         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4294         unsigned long threshold;
4295         unsigned long usage;
4296         int i, size, ret;
4297
4298         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4299         if (ret)
4300                 return ret;
4301
4302         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4303
4304         if (type == _MEM) {
4305                 thresholds = &memcg->thresholds;
4306                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4307         } else if (type == _MEMSWAP) {
4308                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4309                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4310         } else
4311                 BUG();
4312
4313         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4314         if (thresholds->primary)
4315                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4316
4317         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4318
4319         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4320         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4321         if (!new) {
4322                 ret = -ENOMEM;
4323                 goto unlock;
4324         }
4325         new->size = size;
4326
4327         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4328         if (thresholds->primary)
4329                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4330                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4331
4332         /* Add new threshold */
4333         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4334         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4335
4336         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4337         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4338                         compare_thresholds, NULL);
4339
4340         /* Find current threshold */
4341         new->current_threshold = -1;
4342         for (i = 0; i < size; i++) {
4343                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4344                         /*
4345                          * new->current_threshold will not be used until
4346                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4347                          * it here.
4348                          */
4349                         ++new->current_threshold;
4350                 } else
4351                         break;
4352         }
4353
4354         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4355         kfree(thresholds->spare);
4356         thresholds->spare = thresholds->primary;
4357
4358         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4359
4360         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4361         synchronize_rcu();
4362
4363 unlock:
4364         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4365
4366         return ret;
4367 }
4368
4369 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4370         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4371 {
4372         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4373 }
4374
4375 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4376         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4377 {
4378         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4379 }
4380
4381 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4382         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4383 {
4384         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4385         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4386         unsigned long usage;
4387         int i, j, size, entries;
4388
4389         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4390
4391         if (type == _MEM) {
4392                 thresholds = &memcg->thresholds;
4393                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4394         } else if (type == _MEMSWAP) {
4395                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4396                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4397         } else
4398                 BUG();
4399
4400         if (!thresholds->primary)
4401                 goto unlock;
4402
4403         /* Check if a threshold crossed before removing */
4404         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4405
4406         /* Calculate new number of threshold */
4407         size = entries = 0;
4408         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4409                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4410                         size++;
4411                 else
4412                         entries++;
4413         }
4414
4415         new = thresholds->spare;
4416
4417         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4418         if (!entries)
4419                 goto unlock;
4420
4421         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4422         if (!size) {
4423                 kfree(new);
4424                 new = NULL;
4425                 goto swap_buffers;
4426         }
4427
4428         new->size = size;
4429
4430         /* Copy thresholds and find current threshold */
4431         new->current_threshold = -1;
4432         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4433                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4434                         continue;
4435
4436                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4437                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4438                         /*
4439                          * new->current_threshold will not be used
4440                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4441                          * it here.
4442                          */
4443                         ++new->current_threshold;
4444                 }
4445                 j++;
4446         }
4447
4448 swap_buffers:
4449         /* Swap primary and spare array */
4450         thresholds->spare = thresholds->primary;
4451
4452         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4453
4454         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4455         synchronize_rcu();
4456
4457         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4458         if (!new) {
4459                 kfree(thresholds->spare);
4460                 thresholds->spare = NULL;
4461         }
4462 unlock:
4463         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4464 }
4465
4466 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4467         struct eventfd_ctx *eventfd)
4468 {
4469         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4470 }
4471
4472 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4473         struct eventfd_ctx *eventfd)
4474 {
4475         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4476 }
4477
4478 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4479         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4480 {
4481         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4482
4483         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4484         if (!event)
4485                 return -ENOMEM;
4486
4487         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4488
4489         event->eventfd = eventfd;
4490         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4491
4492         /* already in OOM ? */
4493         if (memcg->under_oom)
4494                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4495         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4496
4497         return 0;
4498 }
4499
4500 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4501         struct eventfd_ctx *eventfd)
4502 {
4503         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4504
4505         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4506
4507         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4508                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4509                         list_del(&ev->list);
4510                         kfree(ev);
4511                 }
4512         }
4513
4514         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4515 }
4516
4517 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4518 {
4519         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4520
4521         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4522         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4523         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4524                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4525         return 0;
4526 }
4527
4528 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4529         struct cftype *cft, u64 val)
4530 {
4531         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4532
4533         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4534         if (!css->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4535                 return -EINVAL;
4536
4537         memcg->oom_kill_disable = val;
4538         if (!val)
4539                 memcg_oom_recover(memcg);
4540
4541         return 0;
4542 }
4543
4544 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4545
4546 #include <trace/events/writeback.h>
4547
4548 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4549 {
4550         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4551 }
4552
4553 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4554 {
4555         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4556 }
4557
4558 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4559 {
4560         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4561 }
4562
4563 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4564 {
4565         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4566
4567         if (!memcg->css.parent)
4568                 return NULL;
4569
4570         return &memcg->cgwb_domain;
4571 }
4572
4573 /*
4574  * idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item.
4575  * Keep in sync with memcg_exact_page().
4576  */
4577 static unsigned long memcg_exact_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
4578 {
4579         long x = atomic_long_read(&memcg->vmstats[idx]);
4580         int cpu;
4581
4582         for_each_online_cpu(cpu)
4583                 x += per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu)->stat[idx];
4584         if (x < 0)
4585                 x = 0;
4586         return x;
4587 }
4588
4589 /**
4590  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4591  * @wb: bdi_writeback in question
4592  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4593  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4594  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4595  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4596  *
4597  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4598  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4599  * is a bit more involved.
4600  *
4601  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4602  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4603  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4604  * available memory in the system.  The caller should further cap
4605  * *@pheadroom accordingly.
4606  */
4607 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4608                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4609                          unsigned long *pwriteback)
4610 {
4611         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4612         struct mem_cgroup *parent;
4613
4614         *pdirty = memcg_exact_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4615
4616         *pwriteback = memcg_exact_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4617         *pfilepages = memcg_exact_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4618                         memcg_exact_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4619         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4620
4621         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4622                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4623                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4624                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4625
4626                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4627                 memcg = parent;
4628         }
4629 }
4630
4631 /*
4632  * Foreign dirty flushing
4633  *
4634  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4635  * trackes ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4636  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4637  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4638  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4639  * different cgroups isn't a common use-case.
4640  *
4641  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4642  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4643  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4644  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4645  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4646  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4647  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4648  * make writeback of the dirty pages happen.
4649  *
4650  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repatedly and
4651  * severely throttled after making some progress after each
4652  * dirty_expire_interval while the underyling IO device is almost
4653  * completely idle.
4654  *
4655  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4656  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4657  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4658  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4659  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4660  *
4661  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4662  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4663  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4664  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4665  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4666  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4667  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4668  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4669  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4670  *
4671  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4672  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4673  * records are lockless and racy.
4674  */
4675 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4676                                              struct bdi_writeback *wb)
4677 {
4678         struct mem_cgroup *memcg = page->mem_cgroup;
4679         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4680         u64 now = get_jiffies_64();
4681         u64 oldest_at = now;
4682         int oldest = -1;
4683         int i;
4684
4685         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4686
4687         /*
4688          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4689          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4690          * written out.
4691          */
4692         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4693                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4694                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4695                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4696                         break;
4697                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4698                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4699                         oldest = i;
4700                         oldest_at = frn->at;
4701                 }
4702         }
4703
4704         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4705                 /*
4706                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4707                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4708                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4709                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4710                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4711                  */
4712                 unsigned long update_intv =
4713                         min_t(unsigned long, HZ,
4714                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4715
4716                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4717                         frn->at = now;
4718         } else if (oldest >= 0) {
4719                 /* replace the oldest free one */
4720                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4721                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4722                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4723                 frn->at = now;
4724         }
4725 }
4726
4727 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4728 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4729 {
4730         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4731         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4732         u64 now = jiffies_64;
4733         int i;
4734
4735         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4736                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4737
4738                 /*
4739                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4740                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4741                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4742                  * already one in flight.
4743                  */
4744                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4745                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4746                         frn->at = 0;
4747                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4748                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id, 0,
4749                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4750                                                &frn->done);
4751                 }
4752         }
4753 }
4754
4755 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4756
4757 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4758 {
4759         return 0;
4760 }
4761
4762 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4763 {
4764 }
4765
4766 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4767 {
4768 }
4769
4770 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4771
4772 /*
4773  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4774  *
4775  * "cgroup.event_control" implementation.
4776  *
4777  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4778  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4779  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4780  *
4781  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4782  * possible.
4783  */
4784
4785 /*
4786  * Unregister event and free resources.
4787  *
4788  * Gets called from workqueue.
4789  */
4790 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4791 {
4792         struct mem_cgroup_event *event =
4793                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4794         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4795
4796         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4797
4798         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4799
4800         /* Notify userspace the event is going away. */
4801         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4802
4803         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4804         kfree(event);
4805         css_put(&memcg->css);
4806 }
4807
4808 /*
4809  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4810  *
4811  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4812  */
4813 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4814                             int sync, void *key)
4815 {
4816         struct mem_cgroup_event *event =
4817                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4818         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4819         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4820
4821         if (flags & EPOLLHUP) {
4822                 /*
4823                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4824                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4825                  * for us.
4826                  *
4827                  * We can't race against event freeing since the other
4828                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4829                  * which we hold.
4830                  */
4831                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4832                 if (!list_empty(&event->list)) {
4833                         list_del_init(&event->list);
4834                         /*
4835                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4836                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4837                          */
4838                         schedule_work(&event->remove);
4839                 }
4840                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4841         }
4842
4843         return 0;
4844 }
4845
4846 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4847                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4848 {
4849         struct mem_cgroup_event *event =
4850                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4851
4852         event->wqh = wqh;
4853         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4854 }
4855
4856 /*
4857  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4858  *
4859  * Parse input and register new cgroup event handler.
4860  *
4861  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4862  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4863  */
4864 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4865                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4866 {
4867         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4868         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4869         struct mem_cgroup_event *event;
4870         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4871         unsigned int efd, cfd;
4872         struct fd efile;
4873         struct fd cfile;
4874         struct dentry *cdentry;
4875         const char *name;
4876         char *endp;
4877         int ret;
4878
4879         buf = strstrip(buf);
4880
4881         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4882         if (*endp != ' ')
4883                 return -EINVAL;
4884         buf = endp + 1;
4885
4886         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4887         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4888                 return -EINVAL;
4889         buf = endp + 1;
4890
4891         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4892         if (!event)
4893                 return -ENOMEM;
4894
4895         event->memcg = memcg;
4896         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4897         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4898         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4899         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4900
4901         efile = fdget(efd);
4902         if (!efile.file) {
4903                 ret = -EBADF;
4904                 goto out_kfree;
4905         }
4906
4907         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4908         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4909                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4910                 goto out_put_efile;
4911         }
4912
4913         cfile = fdget(cfd);
4914         if (!cfile.file) {
4915                 ret = -EBADF;
4916                 goto out_put_eventfd;
4917         }
4918
4919         /* the process need read permission on control file */
4920         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4921         ret = inode_permission(file_inode(cfile.file), MAY_READ);
4922         if (ret < 0)
4923                 goto out_put_cfile;
4924
4925         /*
4926          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
4927          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
4928          */
4929         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
4930         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
4931                 ret = -EINVAL;
4932                 goto out_put_cfile;
4933         }
4934
4935         /*
4936          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4937          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4938          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4939          * is for compatibility anyway.
4940          *
4941          * DO NOT ADD NEW FILES.
4942          */
4943         name = cdentry->d_name.name;
4944
4945         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4946                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4947                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4948         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4949                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4950                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4951         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4952                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4953                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4954         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4955                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4956                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4957         } else {
4958                 ret = -EINVAL;
4959                 goto out_put_cfile;
4960         }
4961
4962         /*
4963          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4964          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4965          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4966          */
4967         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
4968                                                &memory_cgrp_subsys);
4969         ret = -EINVAL;
4970         if (IS_ERR(cfile_css))
4971                 goto out_put_cfile;
4972         if (cfile_css != css) {
4973                 css_put(cfile_css);
4974                 goto out_put_cfile;
4975         }
4976
4977         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4978         if (ret)
4979                 goto out_put_css;
4980
4981         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4982
4983         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4984         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4985         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4986
4987         fdput(cfile);
4988         fdput(efile);
4989
4990         return nbytes;
4991
4992 out_put_css:
4993         css_put(css);
4994 out_put_cfile:
4995         fdput(cfile);
4996 out_put_eventfd:
4997         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4998 out_put_efile:
4999         fdput(efile);
5000 out_kfree:
5001         kfree(event);
5002
5003         return ret;
5004 }
5005
5006 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5007         {
5008                 .name = "usage_in_bytes",
5009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5010                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5011         },
5012         {
5013                 .name = "max_usage_in_bytes",
5014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5015                 .write = mem_cgroup_reset,
5016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "limit_in_bytes",
5020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5021                 .write = mem_cgroup_write,
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5023         },
5024         {
5025                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5026                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5027                 .write = mem_cgroup_write,
5028                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5029         },
5030         {
5031                 .name = "failcnt",
5032                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5033                 .write = mem_cgroup_reset,
5034                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5035         },
5036         {
5037                 .name = "stat",
5038                 .seq_show = memcg_stat_show,
5039         },
5040         {
5041                 .name = "force_empty",
5042                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5043         },
5044         {
5045                 .name = "use_hierarchy",
5046                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5047                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5048         },
5049         {
5050                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5051                 .write = memcg_write_event_control,
5052                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5053         },
5054         {
5055                 .name = "swappiness",
5056                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5057                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5058         },
5059         {
5060                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5061                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5062                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5063         },
5064         {
5065                 .name = "oom_control",
5066                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5067                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5068                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
5069         },
5070         {
5071                 .name = "pressure_level",
5072         },
5073 #ifdef CONFIG_NUMA
5074         {
5075                 .name = "numa_stat",
5076                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5077         },
5078 #endif
5079         {
5080                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5081                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5082                 .write = mem_cgroup_write,
5083                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5084         },
5085         {
5086                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5087                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5088                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5089         },
5090         {
5091                 .name = "kmem.failcnt",
5092                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5093                 .write = mem_cgroup_reset,
5094                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5095         },
5096         {
5097                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5098                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5099                 .write = mem_cgroup_reset,
5100                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5101         },
5102 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5103         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5104         {
5105                 .name = "kmem.slabinfo",
5106                 .seq_show = memcg_slab_show,
5107         },
5108 #endif
5109         {
5110                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5111                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5112                 .write = mem_cgroup_write,
5113                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5114         },
5115         {
5116                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5117                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5118                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5119         },
5120         {
5121                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5122                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5123                 .write = mem_cgroup_reset,
5124                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5125         },
5126         {
5127                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5128                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5129                 .write = mem_cgroup_reset,
5130                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5131         },
5132         { },    /* terminate */
5133 };
5134
5135 /*
5136  * Private memory cgroup IDR
5137  *
5138  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5139  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5140  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5141  * memory-controlled cgroups to 64k.
5142  *
5143  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5144  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5145  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5146  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5147  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5148  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5149  *
5150  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5151  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5152  * when the CSS is offlined.
5153  *
5154  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5155  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5156  * those references are manageable from userspace.
5157  */
5158
5159 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5160
5161 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5162 {
5163         if (memcg->id.id > 0) {
5164                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5165                 memcg->id.id = 0;
5166         }
5167 }
5168
5169 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5170                                                   unsigned int n)
5171 {
5172         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5173 }
5174
5175 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5176 {
5177         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5178                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5179
5180                 /* Memcg ID pins CSS */
5181                 css_put(&memcg->css);
5182         }
5183 }
5184
5185 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5186 {
5187         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5188 }
5189
5190 /**
5191  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5192  * @id: the memcg id to look up
5193  *
5194  * Caller must hold rcu_read_lock().
5195  */
5196 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5197 {
5198         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5199         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5200 }
5201
5202 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5203 {
5204         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5205         int tmp = node;
5206         /*
5207          * This routine is called against possible nodes.
5208          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5209          *
5210          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5211          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5212          *       function.
5213          */
5214         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5215                 tmp = -1;
5216         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5217         if (!pn)
5218                 return 1;
5219
5220         pn->lruvec_stat_local = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5221                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5222         if (!pn->lruvec_stat_local) {
5223                 kfree(pn);
5224                 return 1;
5225         }
5226
5227         pn->lruvec_stat_cpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stat,
5228                                                GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5229         if (!pn->lruvec_stat_cpu) {
5230                 free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5231                 kfree(pn);
5232                 return 1;
5233         }
5234
5235         lruvec_init(&pn->lruvec);
5236         pn->usage_in_excess = 0;
5237         pn->on_tree = false;
5238         pn->memcg = memcg;
5239
5240         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5241         return 0;
5242 }
5243
5244 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5245 {
5246         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5247
5248         if (!pn)
5249                 return;
5250
5251         free_percpu(pn->lruvec_stat_cpu);
5252         free_percpu(pn->lruvec_stat_local);
5253         kfree(pn);
5254 }
5255
5256 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5257 {
5258         int node;
5259
5260         for_each_node(node)
5261                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5262         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5263         free_percpu(memcg->vmstats_local);
5264         kfree(memcg);
5265 }
5266
5267 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5268 {
5269         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5270         /*
5271          * Flush percpu vmstats and vmevents to guarantee the value correctness
5272          * on parent's and all ancestor levels.
5273          */
5274         memcg_flush_percpu_vmstats(memcg);
5275         memcg_flush_percpu_vmevents(memcg);
5276         __mem_cgroup_free(memcg);
5277 }
5278
5279 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5280 {
5281         struct mem_cgroup *memcg;
5282         unsigned int size;
5283         int node;
5284         int __maybe_unused i;
5285         long error = -ENOMEM;
5286
5287         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5288         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5289
5290         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5291         if (!memcg)
5292                 return ERR_PTR(error);
5293
5294         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5295                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5296                                  GFP_KERNEL);
5297         if (memcg->id.id < 0) {
5298                 error = memcg->id.id;
5299                 goto fail;
5300         }
5301
5302         memcg->vmstats_local = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5303                                                 GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5304         if (!memcg->vmstats_local)
5305                 goto fail;
5306
5307         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5308                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5309         if (!memcg->vmstats_percpu)
5310                 goto fail;
5311
5312         for_each_node(node)
5313                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5314                         goto fail;
5315
5316         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5317                 goto fail;
5318
5319         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5320         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5321         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5322         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5323         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5324         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5325         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5326         memcg->socket_pressure = jiffies;
5327 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5328         memcg->kmemcg_id = -1;
5329         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5330 #endif
5331 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5332         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5333         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5334                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5335                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5336 #endif
5337 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5338         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5339         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5340         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5341 #endif
5342         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5343         return memcg;
5344 fail:
5345         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5346         __mem_cgroup_free(memcg);
5347         return ERR_PTR(error);
5348 }
5349
5350 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5351 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5352 {
5353         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5354         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5355         long error = -ENOMEM;
5356
5357         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5358         memcg = mem_cgroup_alloc();
5359         set_active_memcg(old_memcg);
5360         if (IS_ERR(memcg))
5361                 return ERR_CAST(memcg);
5362
5363         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5364         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5365         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5366         if (parent) {
5367                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5368                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5369         }
5370         if (!parent) {
5371                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5372                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5373                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5374                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5375         } else if (parent->use_hierarchy) {
5376                 memcg->use_hierarchy = true;
5377                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5378                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5379                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5380                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5381         } else {
5382                 page_counter_init(&memcg->memory, &root_mem_cgroup->memory);
5383                 page_counter_init(&memcg->swap, &root_mem_cgroup->swap);
5384                 page_counter_init(&memcg->kmem, &root_mem_cgroup->kmem);
5385                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &root_mem_cgroup->tcpmem);
5386                 /*
5387                  * Deeper hierachy with use_hierarchy == false doesn't make
5388                  * much sense so let cgroup subsystem know about this
5389                  * unfortunate state in our controller.
5390                  */
5391                 if (parent != root_mem_cgroup)
5392                         memory_cgrp_subsys.broken_hierarchy = true;
5393         }
5394
5395         /* The following stuff does not apply to the root */
5396         if (!parent) {
5397                 root_mem_cgroup = memcg;
5398                 return &memcg->css;
5399         }
5400
5401         error = memcg_online_kmem(memcg);
5402         if (error)
5403                 goto fail;
5404
5405         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5406                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5407
5408         return &memcg->css;
5409 fail:
5410         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5411         mem_cgroup_free(memcg);
5412         return ERR_PTR(error);
5413 }
5414
5415 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5416 {
5417         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5418
5419         /*
5420          * A memcg must be visible for memcg_expand_shrinker_maps()
5421          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5422          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5423          */
5424         if (memcg_alloc_shrinker_maps(memcg)) {
5425                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5426                 return -ENOMEM;
5427         }
5428
5429         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5430         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5431         css_get(css);
5432         return 0;
5433 }
5434
5435 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5436 {
5437         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5438         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5439
5440         /*
5441          * Unregister events and notify userspace.
5442          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5443          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5444          */
5445         spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5446         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5447                 list_del_init(&event->list);
5448                 schedule_work(&event->remove);
5449         }
5450         spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5451
5452         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5453         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5454
5455         memcg_offline_kmem(memcg);
5456         wb_memcg_offline(memcg);
5457
5458         drain_all_stock(memcg);
5459
5460         mem_cgroup_id_put(memcg);
5461 }
5462
5463 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5464 {
5465         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5466
5467         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5468 }
5469
5470 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5471 {
5472         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5473         int __maybe_unused i;
5474
5475 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5476         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5477                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5478 #endif
5479         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5480                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5481
5482         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5483                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5484
5485         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5486         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5487         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5488         memcg_free_shrinker_maps(memcg);
5489         memcg_free_kmem(memcg);
5490         mem_cgroup_free(memcg);
5491 }
5492
5493 /**
5494  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5495  * @css: the target css
5496  *
5497  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5498  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5499  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5500  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5501  * made visible again.
5502  *
5503  * The current implementation only resets the essential configurations.
5504  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5505  */
5506 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5507 {
5508         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5509
5510         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5511         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5512         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5513         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5514         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5515         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5516         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5517         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5518         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5519         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5520 }
5521
5522 #ifdef CONFIG_MMU
5523 /* Handlers for move charge at task migration. */
5524 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5525 {
5526         int ret;
5527
5528         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5529         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5530         if (!ret) {
5531                 mc.precharge += count;
5532                 return ret;
5533         }
5534
5535         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5536         while (count--) {
5537                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5538                 if (ret)
5539                         return ret;
5540                 mc.precharge++;
5541                 cond_resched();
5542         }
5543         return 0;
5544 }
5545
5546 union mc_target {
5547         struct page     *page;
5548         swp_entry_t     ent;
5549 };
5550
5551 enum mc_target_type {
5552         MC_TARGET_NONE = 0,
5553         MC_TARGET_PAGE,
5554         MC_TARGET_SWAP,
5555         MC_TARGET_DEVICE,
5556 };
5557
5558 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5559                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5560 {
5561         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5562
5563         if (!page || !page_mapped(page))
5564                 return NULL;
5565         if (PageAnon(page)) {
5566                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5567                         return NULL;
5568         } else {
5569                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5570                         return NULL;
5571         }
5572         if (!get_page_unless_zero(page))
5573                 return NULL;
5574
5575         return page;
5576 }
5577
5578 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5579 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5580                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5581 {
5582         struct page *page = NULL;
5583         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5584
5585         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5586                 return NULL;
5587
5588         /*
5589          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5590          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5591          * as special swap entry in the CPU page table.
5592          */
5593         if (is_device_private_entry(ent)) {
5594                 page = device_private_entry_to_page(ent);
5595                 /*
5596                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5597                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5598                  */
5599                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5600                         return NULL;
5601                 return page;
5602         }
5603
5604         if (non_swap_entry(ent))
5605                 return NULL;
5606
5607         /*
5608          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5609          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5610          */
5611         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5612         entry->val = ent.val;
5613
5614         return page;
5615 }
5616 #else
5617 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5618                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5619 {
5620         return NULL;
5621 }
5622 #endif
5623
5624 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5625                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5626 {
5627         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5628                 return NULL;
5629         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5630                 return NULL;
5631
5632         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5633         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5634         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5635                         linear_page_index(vma, addr));
5636 }
5637
5638 /**
5639  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5640  * @page: the page
5641  * @compound: charge the page as compound or small page
5642  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5643  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5644  *
5645  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5646  *
5647  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5648  * from old cgroup.
5649  */
5650 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5651                                    bool compound,
5652                                    struct mem_cgroup *from,
5653                                    struct mem_cgroup *to)
5654 {
5655         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5656         struct pglist_data *pgdat;
5657         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5658         int ret;
5659
5660         VM_BUG_ON(from == to);
5661         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5662         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5663
5664         /*
5665          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5666          * page->mem_cgroup of its source page while we change it.
5667          */
5668         ret = -EBUSY;
5669         if (!trylock_page(page))
5670                 goto out;
5671
5672         ret = -EINVAL;
5673         if (page->mem_cgroup != from)
5674                 goto out_unlock;
5675
5676         pgdat = page_pgdat(page);
5677         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5678         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5679
5680         lock_page_memcg(page);
5681
5682         if (PageAnon(page)) {
5683                 if (page_mapped(page)) {
5684                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5685                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5686                         if (PageTransHuge(page)) {
5687                                 __dec_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS);
5688                                 __inc_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS);
5689                         }
5690
5691                 }
5692         } else {
5693                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5694                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5695
5696                 if (PageSwapBacked(page)) {
5697                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5698                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5699                 }
5700
5701                 if (page_mapped(page)) {
5702                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5703                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5704                 }
5705
5706                 if (PageDirty(page)) {
5707                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5708
5709                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5710                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5711                                                    -nr_pages);
5712                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5713                                                    nr_pages);
5714                         }
5715                 }
5716         }
5717
5718         if (PageWriteback(page)) {
5719                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5720                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5721         }
5722
5723         /*
5724          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5725          *
5726          * It is safe to change page->mem_cgroup here because the page
5727          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5728          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5729          * that would rely on a stable page->mem_cgroup.
5730          *
5731          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5732          * to save space. As soon as we switch page->mem_cgroup to a
5733          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5734          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5735          */
5736         smp_mb();
5737
5738         css_get(&to->css);
5739         css_put(&from->css);
5740
5741         page->mem_cgroup = to;
5742
5743         __unlock_page_memcg(from);
5744
5745         ret = 0;
5746
5747         local_irq_disable();
5748         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5749         memcg_check_events(to, page);
5750         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5751         memcg_check_events(from, page);
5752         local_irq_enable();
5753 out_unlock:
5754         unlock_page(page);
5755 out:
5756         return ret;
5757 }
5758
5759 /**
5760  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5761  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5762  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5763  * @ptent: the pte to be checked
5764  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5765  *
5766  * Returns
5767  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5768  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5769  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5770  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5771  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5772  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5773  *     in target->ent.
5774  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5775  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5776  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5777  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5778  *     regular page.
5779  *
5780  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5781  *
5782  * Called with pte lock held.
5783  */
5784
5785 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5786                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5787 {
5788         struct page *page = NULL;
5789         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5790         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5791
5792         if (pte_present(ptent))
5793                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5794         else if (is_swap_pte(ptent))
5795                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5796         else if (pte_none(ptent))
5797                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5798
5799         if (!page && !ent.val)
5800                 return ret;
5801         if (page) {
5802                 /*
5803                  * Do only loose check w/o serialization.
5804                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5805                  * not under LRU exclusion.
5806                  */
5807                 if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5808                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5809                         if (is_device_private_page(page))
5810                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5811                         if (target)
5812                                 target->page = page;
5813                 }
5814                 if (!ret || !target)
5815                         put_page(page);
5816         }
5817         /*
5818          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5819          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5820          */
5821         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5822             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5823                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5824                 if (target)
5825                         target->ent = ent;
5826         }
5827         return ret;
5828 }
5829
5830 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5831 /*
5832  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5833  * not support them for now.
5834  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5835  */
5836 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5837                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5838 {
5839         struct page *page = NULL;
5840         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5841
5842         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5843                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5844                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5845                 return ret;
5846         }
5847         page = pmd_page(pmd);
5848         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5849         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5850                 return ret;
5851         if (page->mem_cgroup == mc.from) {
5852                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5853                 if (target) {
5854                         get_page(page);
5855                         target->page = page;
5856                 }
5857         }
5858         return ret;
5859 }
5860 #else
5861 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5862                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5863 {
5864         return MC_TARGET_NONE;
5865 }
5866 #endif
5867
5868 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5869                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5870                                         struct mm_walk *walk)
5871 {
5872         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5873         pte_t *pte;
5874         spinlock_t *ptl;
5875
5876         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5877         if (ptl) {
5878                 /*
5879                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5880                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5881                  * this might change.
5882                  */
5883                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5884                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5885                 spin_unlock(ptl);
5886                 return 0;
5887         }
5888
5889         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5890                 return 0;
5891         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5892         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5893                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5894                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5895         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5896         cond_resched();
5897
5898         return 0;
5899 }
5900
5901 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5902         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5903 };
5904
5905 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5906 {
5907         unsigned long precharge;
5908
5909         mmap_read_lock(mm);
5910         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5911         mmap_read_unlock(mm);
5912
5913         precharge = mc.precharge;
5914         mc.precharge = 0;
5915
5916         return precharge;
5917 }
5918
5919 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5920 {
5921         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5922
5923         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5924         mc.moving_task = current;
5925         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5926 }
5927
5928 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5929 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5930 {
5931         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5932         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5933
5934         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5935         if (mc.precharge) {
5936                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5937                 mc.precharge = 0;
5938         }
5939         /*
5940          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5941          * we must uncharge here.
5942          */
5943         if (mc.moved_charge) {
5944                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5945                 mc.moved_charge = 0;
5946         }
5947         /* we must fixup refcnts and charges */
5948         if (mc.moved_swap) {
5949                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5950                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5951                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5952
5953                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5954
5955                 /*
5956                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5957                  * should uncharge to->memory.
5958                  */
5959                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5960                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5961
5962                 mc.moved_swap = 0;
5963         }
5964         memcg_oom_recover(from);
5965         memcg_oom_recover(to);
5966         wake_up_all(&mc.waitq);
5967 }
5968
5969 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5970 {
5971         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5972
5973         /*
5974          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5975          * task migration.
5976          */
5977         mc.moving_task = NULL;
5978         __mem_cgroup_clear_mc();
5979         spin_lock(&mc.lock);
5980         mc.from = NULL;
5981         mc.to = NULL;
5982         mc.mm = NULL;
5983         spin_unlock(&mc.lock);
5984
5985         mmput(mm);
5986 }
5987
5988 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5989 {
5990         struct cgroup_subsys_state *css;
5991         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5992         struct mem_cgroup *from;
5993         struct task_struct *leader, *p;
5994         struct mm_struct *mm;
5995         unsigned long move_flags;
5996         int ret = 0;
5997
5998         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5999         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6000                 return 0;
6001
6002         /*
6003          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6004          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6005          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6006          * multiple.
6007          */
6008         p = NULL;
6009         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6010                 WARN_ON_ONCE(p);
6011                 p = leader;
6012                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6013         }
6014         if (!p)
6015                 return 0;
6016
6017         /*
6018          * We are now commited to this value whatever it is. Changes in this
6019          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6020          * So we need to save it, and keep it going.
6021          */
6022         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6023         if (!move_flags)
6024                 return 0;
6025
6026         from = mem_cgroup_from_task(p);
6027
6028         VM_BUG_ON(from == memcg);
6029
6030         mm = get_task_mm(p);
6031         if (!mm)
6032                 return 0;
6033         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6034         if (mm->owner == p) {
6035                 VM_BUG_ON(mc.from);
6036                 VM_BUG_ON(mc.to);
6037                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6038                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6039                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6040
6041                 spin_lock(&mc.lock);
6042                 mc.mm = mm;
6043                 mc.from = from;
6044                 mc.to = memcg;
6045                 mc.flags = move_flags;
6046                 spin_unlock(&mc.lock);
6047                 /* We set mc.moving_task later */
6048
6049                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6050                 if (ret)
6051                         mem_cgroup_clear_mc();
6052         } else {
6053                 mmput(mm);
6054         }
6055         return ret;
6056 }
6057
6058 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6059 {
6060         if (mc.to)
6061                 mem_cgroup_clear_mc();
6062 }
6063
6064 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6065                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6066                                 struct mm_walk *walk)
6067 {
6068         int ret = 0;
6069         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6070         pte_t *pte;
6071         spinlock_t *ptl;
6072         enum mc_target_type target_type;
6073         union mc_target target;
6074         struct page *page;
6075
6076         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6077         if (ptl) {
6078                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6079                         spin_unlock(ptl);
6080                         return 0;
6081                 }
6082                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6083                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6084                         page = target.page;
6085                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6086                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6087                                                              mc.from, mc.to)) {
6088                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6089                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6090                                 }
6091                                 putback_lru_page(page);
6092                         }
6093                         put_page(page);
6094                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6095                         page = target.page;
6096                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6097                                                      mc.from, mc.to)) {
6098                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6099                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6100                         }
6101                         put_page(page);
6102                 }
6103                 spin_unlock(ptl);
6104                 return 0;
6105         }
6106
6107         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6108                 return 0;
6109 retry:
6110         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6111         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6112                 pte_t ptent = *(pte++);
6113                 bool device = false;
6114                 swp_entry_t ent;
6115
6116                 if (!mc.precharge)
6117                         break;
6118
6119                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6120                 case MC_TARGET_DEVICE:
6121                         device = true;
6122                         fallthrough;
6123                 case MC_TARGET_PAGE:
6124                         page = target.page;
6125                         /*
6126                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6127                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6128                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6129                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6130                          */
6131                         if (PageTransCompound(page))
6132                                 goto put;
6133                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6134                                 goto put;
6135                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6136                                                 mc.from, mc.to)) {
6137                                 mc.precharge--;
6138                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6139                                 mc.moved_charge++;
6140                         }
6141                         if (!device)
6142                                 putback_lru_page(page);
6143 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6144                         put_page(page);
6145                         break;
6146                 case MC_TARGET_SWAP:
6147                         ent = target.ent;
6148                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6149                                 mc.precharge--;
6150                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6151                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6152                                 mc.moved_swap++;
6153                         }
6154                         break;
6155                 default:
6156                         break;
6157                 }
6158         }
6159         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6160         cond_resched();
6161
6162         if (addr != end) {
6163                 /*
6164                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6165                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6166                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6167                  * phase.
6168                  */
6169                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6170                 if (!ret)
6171                         goto retry;
6172         }
6173
6174         return ret;
6175 }
6176
6177 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6178         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6179 };
6180
6181 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6182 {
6183         lru_add_drain_all();
6184         /*
6185          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6186          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6187          * for already started RCU-only updates to finish.
6188          */
6189         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6190         synchronize_rcu();
6191 retry:
6192         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6193                 /*
6194                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6195                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6196                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6197                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6198                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6199                  */
6200                 __mem_cgroup_clear_mc();
6201                 cond_resched();
6202                 goto retry;
6203         }
6204         /*
6205          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6206          * additional charge, the page walk just aborts.
6207          */
6208         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6209                         NULL);
6210
6211         mmap_read_unlock(mc.mm);
6212         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6213 }
6214
6215 static void mem_cgroup_move_task(void)
6216 {
6217         if (mc.to) {
6218                 mem_cgroup_move_charge();
6219                 mem_cgroup_clear_mc();
6220         }
6221 }
6222 #else   /* !CONFIG_MMU */
6223 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6224 {
6225         return 0;
6226 }
6227 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6228 {
6229 }
6230 static void mem_cgroup_move_task(void)
6231 {
6232 }
6233 #endif
6234
6235 /*
6236  * Cgroup retains root cgroups across [un]mount cycles making it necessary
6237  * to verify whether we're attached to the default hierarchy on each mount
6238  * attempt.
6239  */
6240 static void mem_cgroup_bind(struct cgroup_subsys_state *root_css)
6241 {
6242         /*
6243          * use_hierarchy is forced on the default hierarchy.  cgroup core
6244          * guarantees that @root doesn't have any children, so turning it
6245          * on for the root memcg is enough.
6246          */
6247         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6248                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = true;
6249         else
6250                 root_mem_cgroup->use_hierarchy = false;
6251 }
6252
6253 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6254 {
6255         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6256                 seq_puts(m, "max\n");
6257         else
6258                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6259
6260         return 0;
6261 }
6262
6263 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6264                                struct cftype *cft)
6265 {
6266         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6267
6268         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6269 }
6270
6271 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6272 {
6273         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6274                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6275 }
6276
6277 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6278                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6279 {
6280         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6281         unsigned long min;
6282         int err;
6283
6284         buf = strstrip(buf);
6285         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6286         if (err)
6287                 return err;
6288
6289         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6290
6291         return nbytes;
6292 }
6293
6294 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6295 {
6296         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6297                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6298 }
6299
6300 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6301                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6302 {
6303         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6304         unsigned long low;
6305         int err;
6306
6307         buf = strstrip(buf);
6308         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6309         if (err)
6310                 return err;
6311
6312         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6313
6314         return nbytes;
6315 }
6316
6317 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6318 {
6319         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6320                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6321 }
6322
6323 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6324                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6325 {
6326         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6327         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6328         bool drained = false;
6329         unsigned long high;
6330         int err;
6331
6332         buf = strstrip(buf);
6333         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6334         if (err)
6335                 return err;
6336
6337         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6338
6339         for (;;) {
6340                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6341                 unsigned long reclaimed;
6342
6343                 if (nr_pages <= high)
6344                         break;
6345
6346                 if (signal_pending(current))
6347                         break;
6348
6349                 if (!drained) {
6350                         drain_all_stock(memcg);
6351                         drained = true;
6352                         continue;
6353                 }
6354
6355                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6356                                                          GFP_KERNEL, true);
6357
6358                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6359                         break;
6360         }
6361
6362         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6363         return nbytes;
6364 }
6365
6366 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6367 {
6368         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6369                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6370 }
6371
6372 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6373                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6374 {
6375         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6376         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6377         bool drained = false;
6378         unsigned long max;
6379         int err;
6380
6381         buf = strstrip(buf);
6382         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6383         if (err)
6384                 return err;
6385
6386         xchg(&memcg->memory.max, max);
6387
6388         for (;;) {
6389                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6390
6391                 if (nr_pages <= max)
6392                         break;
6393
6394                 if (signal_pending(current))
6395                         break;
6396
6397                 if (!drained) {
6398                         drain_all_stock(memcg);
6399                         drained = true;
6400                         continue;
6401                 }
6402
6403                 if (nr_reclaims) {
6404                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6405                                                           GFP_KERNEL, true))
6406                                 nr_reclaims--;
6407                         continue;
6408                 }
6409
6410                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6411                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6412                         break;
6413         }
6414
6415         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6416         return nbytes;
6417 }
6418
6419 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6420 {
6421         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6422         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6423         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6424         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6425         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6426                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6427 }
6428
6429 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6430 {
6431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6432
6433         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6434         return 0;
6435 }
6436
6437 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6438 {
6439         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6440
6441         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6442         return 0;
6443 }
6444
6445 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6446 {
6447         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6448         char *buf;
6449
6450         buf = memory_stat_format(memcg);
6451         if (!buf)
6452                 return -ENOMEM;
6453         seq_puts(m, buf);
6454         kfree(buf);
6455         return 0;
6456 }
6457
6458 #ifdef CONFIG_NUMA
6459 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6460 {
6461         int i;
6462         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6463
6464         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6465                 int nid;
6466
6467                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6468                         continue;
6469
6470                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6471                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6472                         u64 size;
6473                         struct lruvec *lruvec;
6474
6475                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6476                         size = lruvec_page_state(lruvec, memory_stats[i].idx);
6477                         size *= memory_stats[i].ratio;
6478                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6479                 }
6480                 seq_putc(m, '\n');
6481         }
6482
6483         return 0;
6484 }
6485 #endif
6486
6487 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6488 {
6489         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6490
6491         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6492
6493         return 0;
6494 }
6495
6496 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6497                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6498 {
6499         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6500         int ret, oom_group;
6501
6502         buf = strstrip(buf);
6503         if (!buf)
6504                 return -EINVAL;
6505
6506         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6507         if (ret)
6508                 return ret;
6509
6510         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6511                 return -EINVAL;
6512
6513         memcg->oom_group = oom_group;
6514
6515         return nbytes;
6516 }
6517
6518 static struct cftype memory_files[] = {
6519         {
6520                 .name = "current",
6521                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6522                 .read_u64 = memory_current_read,
6523         },
6524         {
6525                 .name = "min",
6526                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6527                 .seq_show = memory_min_show,
6528                 .write = memory_min_write,
6529         },
6530         {
6531                 .name = "low",
6532                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6533                 .seq_show = memory_low_show,
6534                 .write = memory_low_write,
6535         },
6536         {
6537                 .name = "high",
6538                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6539                 .seq_show = memory_high_show,
6540                 .write = memory_high_write,
6541         },
6542         {
6543                 .name = "max",
6544                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6545                 .seq_show = memory_max_show,
6546                 .write = memory_max_write,
6547         },
6548         {
6549                 .name = "events",
6550                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6551                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6552                 .seq_show = memory_events_show,
6553         },
6554         {
6555                 .name = "events.local",
6556                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6557                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6558                 .seq_show = memory_events_local_show,
6559         },
6560         {
6561                 .name = "stat",
6562                 .seq_show = memory_stat_show,
6563         },
6564 #ifdef CONFIG_NUMA
6565         {
6566                 .name = "numa_stat",
6567                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6568         },
6569 #endif
6570         {
6571                 .name = "oom.group",
6572                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6573                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6574                 .write = memory_oom_group_write,
6575         },
6576         { }     /* terminate */
6577 };
6578
6579 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6580         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6581         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6582         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6583         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6584         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6585         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6586         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6587         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6588         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6589         .bind = mem_cgroup_bind,
6590         .dfl_cftypes = memory_files,
6591         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6592         .early_init = 0,
6593 };
6594
6595 /*
6596  * This function calculates an individual cgroup's effective
6597  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6598  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6599  * distribution in the tree.
6600  *
6601  * The following rules apply to the effective protection values:
6602  *
6603  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6604  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6605  *
6606  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6607  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6608  *    parent's effective protection.
6609  *
6610  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6611  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6612  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6613  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6614  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6615  *
6616  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6617  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6618  *    the unused remainder is available to its siblings.
6619  *
6620  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6621  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6622  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6623  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6624  *
6625  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6626  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6627  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6628  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6629  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6630  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6631  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6632  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6633  *
6634  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6635  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6636  * neighboring subtrees.
6637  */
6638 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6639                                           unsigned long parent_usage,
6640                                           unsigned long setting,
6641                                           unsigned long parent_effective,
6642                                           unsigned long siblings_protected)
6643 {
6644         unsigned long protected;
6645         unsigned long ep;
6646
6647         protected = min(usage, setting);
6648         /*
6649          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6650          * protection then what the parent affords them, distribute
6651          * shares in proportion to utilization.
6652          *
6653          * We are using actual utilization rather than the statically
6654          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6655          * but unused protection is available to siblings that would
6656          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6657          */
6658         if (siblings_protected > parent_effective)
6659                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6660
6661         /*
6662          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6663          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6664          * and utilizes is effectively protected.
6665          *
6666          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6667          * will apply pressure in proportion to that amount.
6668          *
6669          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6670          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6671          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6672          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6673          * protection is always dependent on how memory is actually
6674          * consumed among the siblings anyway.
6675          */
6676         ep = protected;
6677
6678         /*
6679          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6680          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6681          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6682          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6683          * other compete freely over the allowance, but they are
6684          * collectively protected from neighboring trees.
6685          *
6686          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6687          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6688          * the same bytes twice.
6689          *
6690          * Check both usage and parent_usage against the respective
6691          * protected values. One should imply the other, but they
6692          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6693          */
6694         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6695                 return ep;
6696         if (parent_effective > siblings_protected &&
6697             parent_usage > siblings_protected &&
6698             usage > protected) {
6699                 unsigned long unclaimed;
6700
6701                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6702                 unclaimed *= usage - protected;
6703                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6704
6705                 ep += unclaimed;
6706         }
6707
6708         return ep;
6709 }
6710
6711 /**
6712  * mem_cgroup_protected - check if memory consumption is in the normal range
6713  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6714  * @memcg: the memory cgroup to check
6715  *
6716  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6717  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6718  */
6719 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6720                                      struct mem_cgroup *memcg)
6721 {
6722         unsigned long usage, parent_usage;
6723         struct mem_cgroup *parent;
6724
6725         if (mem_cgroup_disabled())
6726                 return;
6727
6728         if (!root)
6729                 root = root_mem_cgroup;
6730
6731         /*
6732          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6733          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6734          * details.
6735          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6736          * that special casing.
6737          */
6738         if (memcg == root)
6739                 return;
6740
6741         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6742         if (!usage)
6743                 return;
6744
6745         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6746         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6747         if (!parent)
6748                 return;
6749
6750         if (parent == root) {
6751                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6752                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6753                 return;
6754         }
6755
6756         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6757
6758         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6759                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6760                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6761                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6762
6763         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6764                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6765                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6766                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6767 }
6768
6769 /**
6770  * mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6771  * @page: page to charge
6772  * @mm: mm context of the victim
6773  * @gfp_mask: reclaim mode
6774  *
6775  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6776  * pages according to @gfp_mask if necessary.
6777  *
6778  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6779  */
6780 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
6781 {
6782         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6783         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
6784         int ret = 0;
6785
6786         if (mem_cgroup_disabled())
6787                 goto out;
6788
6789         if (PageSwapCache(page)) {
6790                 swp_entry_t ent = { .val = page_private(page), };
6791                 unsigned short id;
6792
6793                 /*
6794                  * Every swap fault against a single page tries to charge the
6795                  * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
6796                  * already charged pages, too.  page->mem_cgroup is protected
6797                  * by the page lock, which serializes swap cache removal, which
6798                  * in turn serializes uncharging.
6799                  */
6800                 VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
6801                 if (compound_head(page)->mem_cgroup)
6802                         goto out;
6803
6804                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
6805                 rcu_read_lock();
6806                 memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6807                 if (memcg && !css_tryget_online(&memcg->css))
6808                         memcg = NULL;
6809                 rcu_read_unlock();
6810         }
6811
6812         if (!memcg)
6813                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6814
6815         ret = try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages);
6816         if (ret)
6817                 goto out_put;
6818
6819         css_get(&memcg->css);
6820         commit_charge(page, memcg);
6821
6822         local_irq_disable();
6823         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6824         memcg_check_events(memcg, page);
6825         local_irq_enable();
6826
6827         /*
6828          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6829          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6830          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6831          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6832          * the entire time.
6833          *
6834          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6835          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6836          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6837          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6838          */
6839         if (do_memsw_account() && PageSwapCache(page)) {
6840                 swp_entry_t entry = { .val = page_private(page) };
6841                 /*
6842                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6843                  * let's not wait for it.  The page already received a
6844                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6845                  */
6846                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, nr_pages);
6847         }
6848
6849 out_put:
6850         css_put(&memcg->css);
6851 out:
6852         return ret;
6853 }
6854
6855 struct uncharge_gather {
6856         struct mem_cgroup *memcg;
6857         unsigned long nr_pages;
6858         unsigned long pgpgout;
6859         unsigned long nr_kmem;
6860         struct page *dummy_page;
6861 };
6862
6863 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6864 {
6865         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6866 }
6867
6868 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6869 {
6870         unsigned long flags;
6871
6872         if (!mem_cgroup_is_root(ug->memcg)) {
6873                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_pages);
6874                 if (do_memsw_account())
6875                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_pages);
6876                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6877                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6878                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6879         }
6880
6881         local_irq_save(flags);
6882         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6883         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_pages);
6884         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6885         local_irq_restore(flags);
6886
6887         /* drop reference from uncharge_page */
6888         css_put(&ug->memcg->css);
6889 }
6890
6891 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6892 {
6893         unsigned long nr_pages;
6894
6895         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6896
6897         if (!page->mem_cgroup)
6898                 return;
6899
6900         /*
6901          * Nobody should be changing or seriously looking at
6902          * page->mem_cgroup at this point, we have fully
6903          * exclusive access to the page.
6904          */
6905
6906         if (ug->memcg != page->mem_cgroup) {
6907                 if (ug->memcg) {
6908                         uncharge_batch(ug);
6909                         uncharge_gather_clear(ug);
6910                 }
6911                 ug->memcg = page->mem_cgroup;
6912
6913                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6914                 css_get(&ug->memcg->css);
6915         }
6916
6917         nr_pages = compound_nr(page);
6918         ug->nr_pages += nr_pages;
6919
6920         if (!PageKmemcg(page)) {
6921                 ug->pgpgout++;
6922         } else {
6923                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6924                 __ClearPageKmemcg(page);
6925         }
6926
6927         ug->dummy_page = page;
6928         page->mem_cgroup = NULL;
6929         css_put(&ug->memcg->css);
6930 }
6931
6932 static void uncharge_list(struct list_head *page_list)
6933 {
6934         struct uncharge_gather ug;
6935         struct list_head *next;
6936
6937         uncharge_gather_clear(&ug);
6938
6939         /*
6940          * Note that the list can be a single page->lru; hence the
6941          * do-while loop instead of a simple list_for_each_entry().
6942          */
6943         next = page_list->next;
6944         do {
6945                 struct page *page;
6946
6947                 page = list_entry(next, struct page, lru);
6948                 next = page->lru.next;
6949
6950                 uncharge_page(page, &ug);
6951         } while (next != page_list);
6952
6953         if (ug.memcg)
6954                 uncharge_batch(&ug);
6955 }
6956
6957 /**
6958  * mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6959  * @page: page to uncharge
6960  *
6961  * Uncharge a page previously charged with mem_cgroup_charge().
6962  */
6963 void mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6964 {
6965         struct uncharge_gather ug;
6966
6967         if (mem_cgroup_disabled())
6968                 return;
6969
6970         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6971         if (!page->mem_cgroup)
6972                 return;
6973
6974         uncharge_gather_clear(&ug);
6975         uncharge_page(page, &ug);
6976         uncharge_batch(&ug);
6977 }
6978
6979 /**
6980  * mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6981  * @page_list: list of pages to uncharge
6982  *
6983  * Uncharge a list of pages previously charged with
6984  * mem_cgroup_charge().
6985  */
6986 void mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6987 {
6988         if (mem_cgroup_disabled())
6989                 return;
6990
6991         if (!list_empty(page_list))
6992                 uncharge_list(page_list);
6993 }
6994
6995 /**
6996  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6997  * @oldpage: currently circulating page
6998  * @newpage: replacement page
6999  *
7000  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
7001  * be uncharged upon free.
7002  *
7003  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
7004  */
7005 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
7006 {
7007         struct mem_cgroup *memcg;
7008         unsigned int nr_pages;
7009         unsigned long flags;
7010
7011         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
7012         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
7013         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
7014         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
7015                        newpage);
7016
7017         if (mem_cgroup_disabled())
7018                 return;
7019
7020         /* Page cache replacement: new page already charged? */
7021         if (newpage->mem_cgroup)
7022                 return;
7023
7024         /* Swapcache readahead pages can get replaced before being charged */
7025         memcg = oldpage->mem_cgroup;
7026         if (!memcg)
7027                 return;
7028
7029         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7030         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7031
7032         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7033         if (do_memsw_account())
7034                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7035
7036         css_get(&memcg->css);
7037         commit_charge(newpage, memcg);
7038
7039         local_irq_save(flags);
7040         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7041         memcg_check_events(memcg, newpage);
7042         local_irq_restore(flags);
7043 }
7044
7045 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7046 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7047
7048 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7049 {
7050         struct mem_cgroup *memcg;
7051
7052         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7053                 return;
7054
7055         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7056         if (in_interrupt())
7057                 return;
7058
7059         rcu_read_lock();
7060         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7061         if (memcg == root_mem_cgroup)
7062                 goto out;
7063         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7064                 goto out;
7065         if (css_tryget(&memcg->css))
7066                 sk->sk_memcg = memcg;
7067 out:
7068         rcu_read_unlock();
7069 }
7070
7071 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7072 {
7073         if (sk->sk_memcg)
7074                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7075 }
7076
7077 /**
7078  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7079  * @memcg: memcg to charge
7080  * @nr_pages: number of pages to charge
7081  *
7082  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7083  * @memcg's configured limit, %false if the charge had to be forced.
7084  */
7085 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7086 {
7087         gfp_t gfp_mask = GFP_KERNEL;
7088
7089         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7090                 struct page_counter *fail;
7091
7092                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7093                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7094                         return true;
7095                 }
7096                 page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7097                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7098                 return false;
7099         }
7100
7101         /* Don't block in the packet receive path */
7102         if (in_softirq())
7103                 gfp_mask = GFP_NOWAIT;
7104
7105         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7106
7107         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0)
7108                 return true;
7109
7110         try_charge(memcg, gfp_mask|__GFP_NOFAIL, nr_pages);
7111         return false;
7112 }
7113
7114 /**
7115  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7116  * @memcg: memcg to uncharge
7117  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7118  */
7119 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7120 {
7121         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7122                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7123                 return;
7124         }
7125
7126         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7127
7128         refill_stock(memcg, nr_pages);
7129 }
7130
7131 static int __init cgroup_memory(char *s)
7132 {
7133         char *token;
7134
7135         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7136                 if (!*token)
7137                         continue;
7138                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7139                         cgroup_memory_nosocket = true;
7140                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7141                         cgroup_memory_nokmem = true;
7142         }
7143         return 1;
7144 }
7145 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7146
7147 /*
7148  * subsys_initcall() for memory controller.
7149  *
7150  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7151  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7152  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7153  * should be initialized from here.
7154  */
7155 static int __init mem_cgroup_init(void)
7156 {
7157         int cpu, node;
7158
7159         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7160                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7161
7162         for_each_possible_cpu(cpu)
7163                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7164                           drain_local_stock);
7165
7166         for_each_node(node) {
7167                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7168
7169                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7170                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7171
7172                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7173                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7174                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7175                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7176         }
7177
7178         return 0;
7179 }
7180 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7181
7182 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7183 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7184 {
7185         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7186                 /*
7187                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7188                  * always be >= 1.
7189                  */
7190                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7191                         VM_BUG_ON(1);
7192                         break;
7193                 }
7194                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7195                 if (!memcg)
7196                         memcg = root_mem_cgroup;
7197         }
7198         return memcg;
7199 }
7200
7201 /**
7202  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7203  * @page: page whose memsw charge to transfer
7204  * @entry: swap entry to move the charge to
7205  *
7206  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7207  */
7208 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7209 {
7210         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7211         unsigned int nr_entries;
7212         unsigned short oldid;
7213
7214         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7215         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7216
7217         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7218                 return;
7219
7220         memcg = page->mem_cgroup;
7221
7222         /* Readahead page, never charged */
7223         if (!memcg)
7224                 return;
7225
7226         /*
7227          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7228          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7229          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7230          */
7231         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7232         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7233         /* Get references for the tail pages, too */
7234         if (nr_entries > 1)
7235                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7236         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7237                                    nr_entries);
7238         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7239         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7240
7241         page->mem_cgroup = NULL;
7242
7243         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7244                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7245
7246         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7247                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7248                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7249                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7250         }
7251
7252         /*
7253          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7254          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7255          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7256          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7257          */
7258         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7259         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7260         memcg_check_events(memcg, page);
7261
7262         css_put(&memcg->css);
7263 }
7264
7265 /**
7266  * mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7267  * @page: page being added to swap
7268  * @entry: swap entry to charge
7269  *
7270  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7271  *
7272  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7273  */
7274 int mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7275 {
7276         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7277         struct page_counter *counter;
7278         struct mem_cgroup *memcg;
7279         unsigned short oldid;
7280
7281         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7282                 return 0;
7283
7284         memcg = page->mem_cgroup;
7285
7286         /* Readahead page, never charged */
7287         if (!memcg)
7288                 return 0;
7289
7290         if (!entry.val) {
7291                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7292                 return 0;
7293         }
7294
7295         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7296
7297         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7298             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7299                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7300                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7301                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7302                 return -ENOMEM;
7303         }
7304
7305         /* Get references for the tail pages, too */
7306         if (nr_pages > 1)
7307                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7308         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7309         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7310         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7311
7312         return 0;
7313 }
7314
7315 /**
7316  * mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7317  * @entry: swap entry to uncharge
7318  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7319  */
7320 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7321 {
7322         struct mem_cgroup *memcg;
7323         unsigned short id;
7324
7325         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7326         rcu_read_lock();
7327         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7328         if (memcg) {
7329                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7330                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7331                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7332                         else
7333                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7334                 }
7335                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7336                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7337         }
7338         rcu_read_unlock();
7339 }
7340
7341 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7342 {
7343         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7344
7345         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7346                 return nr_swap_pages;
7347         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7348                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7349                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7350                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7351         return nr_swap_pages;
7352 }
7353
7354 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7355 {
7356         struct mem_cgroup *memcg;
7357
7358         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7359
7360         if (vm_swap_full())
7361                 return true;
7362         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7363                 return false;
7364
7365         memcg = page->mem_cgroup;
7366         if (!memcg)
7367                 return false;
7368
7369         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7370                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7371
7372                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7373                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7374                         return true;
7375         }
7376
7377         return false;
7378 }
7379
7380 static int __init setup_swap_account(char *s)
7381 {
7382         if (!strcmp(s, "1"))
7383                 cgroup_memory_noswap = 0;
7384         else if (!strcmp(s, "0"))
7385                 cgroup_memory_noswap = 1;
7386         return 1;
7387 }
7388 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7389
7390 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7391                              struct cftype *cft)
7392 {
7393         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7394
7395         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7396 }
7397
7398 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7399 {
7400         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7401                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7402 }
7403
7404 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7405                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7406 {
7407         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7408         unsigned long high;
7409         int err;
7410
7411         buf = strstrip(buf);
7412         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7413         if (err)
7414                 return err;
7415
7416         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7417
7418         return nbytes;
7419 }
7420
7421 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7422 {
7423         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7424                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7425 }
7426
7427 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7428                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7429 {
7430         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7431         unsigned long max;
7432         int err;
7433
7434         buf = strstrip(buf);
7435         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7436         if (err)
7437                 return err;
7438
7439         xchg(&memcg->swap.max, max);
7440
7441         return nbytes;
7442 }
7443
7444 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7445 {
7446         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7447
7448         seq_printf(m, "high %lu\n",
7449                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7450         seq_printf(m, "max %lu\n",
7451                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7452         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7453                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7454
7455         return 0;
7456 }
7457
7458 static struct cftype swap_files[] = {
7459         {
7460                 .name = "swap.current",
7461                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7462                 .read_u64 = swap_current_read,
7463         },
7464         {
7465                 .name = "swap.high",
7466                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7467                 .seq_show = swap_high_show,
7468                 .write = swap_high_write,
7469         },
7470         {
7471                 .name = "swap.max",
7472                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7473                 .seq_show = swap_max_show,
7474                 .write = swap_max_write,
7475         },
7476         {
7477                 .name = "swap.events",
7478                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7479                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7480                 .seq_show = swap_events_show,
7481         },
7482         { }     /* terminate */
7483 };
7484
7485 static struct cftype memsw_files[] = {
7486         {
7487                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7488                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7489                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7490         },
7491         {
7492                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7493                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7494                 .write = mem_cgroup_reset,
7495                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7496         },
7497         {
7498                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7499                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7500                 .write = mem_cgroup_write,
7501                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7502         },
7503         {
7504                 .name = "memsw.failcnt",
7505                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7506                 .write = mem_cgroup_reset,
7507                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7508         },
7509         { },    /* terminate */
7510 };
7511
7512 /*
7513  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7514  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7515  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7516  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7517  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7518  */
7519 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7520 {
7521         /* No memory control -> no swap control */
7522         if (mem_cgroup_disabled())
7523                 cgroup_memory_noswap = true;
7524
7525         if (cgroup_memory_noswap)
7526                 return 0;
7527
7528         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7529         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7530
7531         return 0;
7532 }
7533 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7534
7535 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */