GNU Linux-libre 5.15.137-gnu
[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  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/mm_inline.h>
57 #include <linux/swap_cgroup.h>
58 #include <linux/cpu.h>
59 #include <linux/oom.h>
60 #include <linux/lockdep.h>
61 #include <linux/file.h>
62 #include <linux/tracehook.h>
63 #include <linux/psi.h>
64 #include <linux/seq_buf.h>
65 #include "internal.h"
66 #include <net/sock.h>
67 #include <net/ip.h>
68 #include "slab.h"
69
70 #include <linux/uaccess.h>
71
72 #include <trace/events/vmscan.h>
73
74 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
75 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
76
77 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
78
79 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
80 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
81 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
82
83 /* Socket memory accounting disabled? */
84 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
85
86 /* Kernel memory accounting disabled? */
87 bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool task_is_dying(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&objcg_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static struct mem_cgroup_per_node *
455 mem_cgroup_page_nodeinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
456 {
457         int nid = page_to_nid(page);
458
459         return memcg->nodeinfo[nid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
463 soft_limit_tree_node(int nid)
464 {
465         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
466 }
467
468 static struct mem_cgroup_tree_per_node *
469 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
470 {
471         int nid = page_to_nid(page);
472
473         return soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
474 }
475
476 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
477                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
478                                          unsigned long new_usage_in_excess)
479 {
480         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
481         struct rb_node *parent = NULL;
482         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
483         bool rightmost = true;
484
485         if (mz->on_tree)
486                 return;
487
488         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
489         if (!mz->usage_in_excess)
490                 return;
491         while (*p) {
492                 parent = *p;
493                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
494                                         tree_node);
495                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
496                         p = &(*p)->rb_left;
497                         rightmost = false;
498                 } else {
499                         p = &(*p)->rb_right;
500                 }
501         }
502
503         if (rightmost)
504                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
505
506         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
507         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
508         mz->on_tree = true;
509 }
510
511 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
512                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
513 {
514         if (!mz->on_tree)
515                 return;
516
517         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
518                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
519
520         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
521         mz->on_tree = false;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
525                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
526 {
527         unsigned long flags;
528
529         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
530         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
531         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
532 }
533
534 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
535 {
536         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
537         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
538         unsigned long excess = 0;
539
540         if (nr_pages > soft_limit)
541                 excess = nr_pages - soft_limit;
542
543         return excess;
544 }
545
546 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
547 {
548         unsigned long excess;
549         struct mem_cgroup_per_node *mz;
550         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
551
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553         if (!mctz)
554                 return;
555         /*
556          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
557          * because their event counter is not touched.
558          */
559         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
560                 mz = mem_cgroup_page_nodeinfo(memcg, page);
561                 excess = soft_limit_excess(memcg);
562                 /*
563                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
564                  * mem is over its softlimit.
565                  */
566                 if (excess || mz->on_tree) {
567                         unsigned long flags;
568
569                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
570                         /* if on-tree, remove it */
571                         if (mz->on_tree)
572                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
573                         /*
574                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
575                          * If excess is 0, no tree ops.
576                          */
577                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
578                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
579                 }
580         }
581 }
582
583 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
584 {
585         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
586         struct mem_cgroup_per_node *mz;
587         int nid;
588
589         for_each_node(nid) {
590                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
591                 mctz = soft_limit_tree_node(nid);
592                 if (mctz)
593                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
594         }
595 }
596
597 static struct mem_cgroup_per_node *
598 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
599 {
600         struct mem_cgroup_per_node *mz;
601
602 retry:
603         mz = NULL;
604         if (!mctz->rb_rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
608                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
609         /*
610          * Remove the node now but someone else can add it back,
611          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
612          * position in the tree.
613          */
614         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
615         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
616             !css_tryget(&mz->memcg->css))
617                 goto retry;
618 done:
619         return mz;
620 }
621
622 static struct mem_cgroup_per_node *
623 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
624 {
625         struct mem_cgroup_per_node *mz;
626
627         spin_lock_irq(&mctz->lock);
628         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
629         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
630         return mz;
631 }
632
633 /*
634  * memcg and lruvec stats flushing
635  *
636  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
637  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
638  * flushing the kernel does:
639  *
640  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
641  *    rstat update tree grow unbounded.
642  *
643  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
644  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
645  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
646  *    only for 2 seconds due to (1).
647  */
648 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
649 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
650 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
651 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
652 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
653 static u64 flush_next_time;
654
655 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
656
657 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
658 {
659         unsigned int x;
660
661         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
662
663         x = __this_cpu_add_return(stats_updates, abs(val));
664         if (x > MEMCG_CHARGE_BATCH) {
665                 atomic_add(x / MEMCG_CHARGE_BATCH, &stats_flush_threshold);
666                 __this_cpu_write(stats_updates, 0);
667         }
668 }
669
670 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
671 {
672         unsigned long flag;
673
674         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
675                 return;
676
677         flush_next_time = jiffies_64 + 2*FLUSH_TIME;
678         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
679         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
680         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
681 }
682
683 void mem_cgroup_flush_stats(void)
684 {
685         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
686                 __mem_cgroup_flush_stats();
687 }
688
689 void mem_cgroup_flush_stats_delayed(void)
690 {
691         if (time_after64(jiffies_64, flush_next_time))
692                 mem_cgroup_flush_stats();
693 }
694
695 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
696 {
697         __mem_cgroup_flush_stats();
698         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
699 }
700
701 /**
702  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
703  * @memcg: the memory cgroup
704  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
705  * @val: delta to add to the counter, can be negative
706  */
707 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
708 {
709         if (mem_cgroup_disabled())
710                 return;
711
712         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
713         memcg_rstat_updated(memcg, val);
714 }
715
716 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
717 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
718 {
719         long x = 0;
720         int cpu;
721
722         for_each_possible_cpu(cpu)
723                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
724 #ifdef CONFIG_SMP
725         if (x < 0)
726                 x = 0;
727 #endif
728         return x;
729 }
730
731 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
732                               int val)
733 {
734         struct mem_cgroup_per_node *pn;
735         struct mem_cgroup *memcg;
736
737         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
738         memcg = pn->memcg;
739
740         /* Update memcg */
741         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
742
743         /* Update lruvec */
744         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
745
746         memcg_rstat_updated(memcg, val);
747 }
748
749 /**
750  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
751  * @lruvec: the lruvec
752  * @idx: the stat item
753  * @val: delta to add to the counter, can be negative
754  *
755  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
756  * function updates the all three counters that are affected by a
757  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
758  */
759 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
760                         int val)
761 {
762         /* Update node */
763         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
764
765         /* Update memcg and lruvec */
766         if (!mem_cgroup_disabled())
767                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
768 }
769
770 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
771                              int val)
772 {
773         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
774         struct mem_cgroup *memcg;
775         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
776         struct lruvec *lruvec;
777
778         rcu_read_lock();
779         memcg = page_memcg(head);
780         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
781         if (!memcg) {
782                 rcu_read_unlock();
783                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
784                 return;
785         }
786
787         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
788         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
789         rcu_read_unlock();
790 }
791 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
792
793 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
794 {
795         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
796         struct mem_cgroup *memcg;
797         struct lruvec *lruvec;
798
799         rcu_read_lock();
800         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
801
802         /*
803          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
804          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
805          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
806          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
807          */
808         if (!memcg) {
809                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
810         } else {
811                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
812                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
813         }
814         rcu_read_unlock();
815 }
816
817 /*
818  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
819  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
820  */
821 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
822                                      struct pglist_data *pgdat,
823                                      enum node_stat_item idx, int nr)
824 {
825         struct mem_cgroup *memcg;
826         struct lruvec *lruvec;
827
828         rcu_read_lock();
829         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
830         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
831         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
832         rcu_read_unlock();
833 }
834
835 /**
836  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
837  * @memcg: the memory cgroup
838  * @idx: the event item
839  * @count: the number of events that occurred
840  */
841 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
842                           unsigned long count)
843 {
844         if (mem_cgroup_disabled())
845                 return;
846
847         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
848         memcg_rstat_updated(memcg, count);
849 }
850
851 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
852 {
853         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
854 }
855
856 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
857 {
858         long x = 0;
859         int cpu;
860
861         for_each_possible_cpu(cpu)
862                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
863         return x;
864 }
865
866 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
867                                          struct page *page,
868                                          int nr_pages)
869 {
870         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
871         if (nr_pages > 0)
872                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
873         else {
874                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
875                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
876         }
877
878         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
879 }
880
881 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
882                                        enum mem_cgroup_events_target target)
883 {
884         unsigned long val, next;
885
886         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
887         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
888         /* from time_after() in jiffies.h */
889         if ((long)(next - val) < 0) {
890                 switch (target) {
891                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
892                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
893                         break;
894                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
895                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
896                         break;
897                 default:
898                         break;
899                 }
900                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
901                 return true;
902         }
903         return false;
904 }
905
906 /*
907  * Check events in order.
908  *
909  */
910 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
911 {
912         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
913         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
914                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
915                 bool do_softlimit;
916
917                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
918                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
919                 mem_cgroup_threshold(memcg);
920                 if (unlikely(do_softlimit))
921                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
922         }
923 }
924
925 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
926 {
927         /*
928          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
929          * if it races with swapoff, page migration, etc.
930          * So this can be called with p == NULL.
931          */
932         if (unlikely(!p))
933                 return NULL;
934
935         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
936 }
937 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
938
939 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
940 {
941         if (!in_task())
942                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
943         else
944                 return current->active_memcg;
945 }
946
947 /**
948  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
949  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
950  *
951  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
952  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
953  * 1) The active memcg, if set.
954  * 2) current->mm->memcg, if available
955  * 3) root memcg
956  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
957  */
958 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
959 {
960         struct mem_cgroup *memcg;
961
962         if (mem_cgroup_disabled())
963                 return NULL;
964
965         /*
966          * Page cache insertions can happen without an
967          * actual mm context, e.g. during disk probing
968          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
969          *
970          * No need to css_get on root memcg as the reference
971          * counting is disabled on the root level in the
972          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
973          */
974         if (unlikely(!mm)) {
975                 memcg = active_memcg();
976                 if (unlikely(memcg)) {
977                         /* remote memcg must hold a ref */
978                         css_get(&memcg->css);
979                         return memcg;
980                 }
981                 mm = current->mm;
982                 if (unlikely(!mm))
983                         return root_mem_cgroup;
984         }
985
986         rcu_read_lock();
987         do {
988                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
989                 if (unlikely(!memcg))
990                         memcg = root_mem_cgroup;
991         } while (!css_tryget(&memcg->css));
992         rcu_read_unlock();
993         return memcg;
994 }
995 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
996
997 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
998 {
999         /* Allow remote memcg charging from any context. */
1000         if (unlikely(active_memcg()))
1001                 return false;
1002
1003         /* Memcg to charge can't be determined. */
1004         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
1005                 return true;
1006
1007         return false;
1008 }
1009
1010 /**
1011  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1012  * @root: hierarchy root
1013  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1014  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1015  *
1016  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1017  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1018  *
1019  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1020  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1021  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1022  *
1023  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1024  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1025  * same node.
1026  */
1027 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1028                                    struct mem_cgroup *prev,
1029                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1030 {
1031         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1032         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1033         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1034         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1035
1036         if (mem_cgroup_disabled())
1037                 return NULL;
1038
1039         if (!root)
1040                 root = root_mem_cgroup;
1041
1042         if (prev && !reclaim)
1043                 pos = prev;
1044
1045         rcu_read_lock();
1046
1047         if (reclaim) {
1048                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1049
1050                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1051                 iter = &mz->iter;
1052
1053                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1054                         goto out_unlock;
1055
1056                 while (1) {
1057                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1058                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1059                                 break;
1060                         /*
1061                          * css reference reached zero, so iter->position will
1062                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1063                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1064                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1065                          * might block it. So we clear iter->position right
1066                          * away.
1067                          */
1068                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1069                 }
1070         }
1071
1072         if (pos)
1073                 css = &pos->css;
1074
1075         for (;;) {
1076                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1077                 if (!css) {
1078                         /*
1079                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1080                          * new one might jump in right at the end of
1081                          * the hierarchy - make sure they see at least
1082                          * one group and restart from the beginning.
1083                          */
1084                         if (!prev)
1085                                 continue;
1086                         break;
1087                 }
1088
1089                 /*
1090                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1091                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1092                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1093                  */
1094                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1095
1096                 if (css == &root->css)
1097                         break;
1098
1099                 if (css_tryget(css))
1100                         break;
1101
1102                 memcg = NULL;
1103         }
1104
1105         if (reclaim) {
1106                 /*
1107                  * The position could have already been updated by a competing
1108                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1109                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1110                  */
1111                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1112
1113                 if (pos)
1114                         css_put(&pos->css);
1115
1116                 if (!memcg)
1117                         iter->generation++;
1118                 else if (!prev)
1119                         reclaim->generation = iter->generation;
1120         }
1121
1122 out_unlock:
1123         rcu_read_unlock();
1124         if (prev && prev != root)
1125                 css_put(&prev->css);
1126
1127         return memcg;
1128 }
1129
1130 /**
1131  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1132  * @root: hierarchy root
1133  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1134  */
1135 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1136                            struct mem_cgroup *prev)
1137 {
1138         if (!root)
1139                 root = root_mem_cgroup;
1140         if (prev && prev != root)
1141                 css_put(&prev->css);
1142 }
1143
1144 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1145                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1146 {
1147         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1148         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1149         int nid;
1150
1151         for_each_node(nid) {
1152                 mz = from->nodeinfo[nid];
1153                 iter = &mz->iter;
1154                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1155         }
1156 }
1157
1158 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1159 {
1160         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1161         struct mem_cgroup *last;
1162
1163         do {
1164                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1165                 last = memcg;
1166         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1167
1168         /*
1169          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1170          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1171          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1172          * dead_memcg from cgroup root separately.
1173          */
1174         if (last != root_mem_cgroup)
1175                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1176                                                 dead_memcg);
1177 }
1178
1179 /**
1180  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1181  * @memcg: hierarchy root
1182  * @fn: function to call for each task
1183  * @arg: argument passed to @fn
1184  *
1185  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1186  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1187  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1188  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1189  *
1190  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1191  */
1192 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1193                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1194 {
1195         struct mem_cgroup *iter;
1196         int ret = 0;
1197
1198         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1199
1200         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1201                 struct css_task_iter it;
1202                 struct task_struct *task;
1203
1204                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1205                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1206                         ret = fn(task, arg);
1207                 css_task_iter_end(&it);
1208                 if (ret) {
1209                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1210                         break;
1211                 }
1212         }
1213         return ret;
1214 }
1215
1216 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1217 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct page *page)
1218 {
1219         struct mem_cgroup *memcg;
1220
1221         if (mem_cgroup_disabled())
1222                 return;
1223
1224         memcg = page_memcg(page);
1225
1226         if (!memcg)
1227                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, page);
1228         else
1229                 VM_BUG_ON_PAGE(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, page);
1230 }
1231 #endif
1232
1233 /**
1234  * lock_page_lruvec - lock and return lruvec for a given page.
1235  * @page: the page
1236  *
1237  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1238  * - page locked
1239  * - PageLRU cleared
1240  * - lock_page_memcg()
1241  * - page->_refcount is zero
1242  */
1243 struct lruvec *lock_page_lruvec(struct page *page)
1244 {
1245         struct lruvec *lruvec;
1246
1247         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1248         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1249
1250         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1251
1252         return lruvec;
1253 }
1254
1255 struct lruvec *lock_page_lruvec_irq(struct page *page)
1256 {
1257         struct lruvec *lruvec;
1258
1259         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1260         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1261
1262         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1263
1264         return lruvec;
1265 }
1266
1267 struct lruvec *lock_page_lruvec_irqsave(struct page *page, unsigned long *flags)
1268 {
1269         struct lruvec *lruvec;
1270
1271         lruvec = mem_cgroup_page_lruvec(page);
1272         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1273
1274         lruvec_memcg_debug(lruvec, page);
1275
1276         return lruvec;
1277 }
1278
1279 /**
1280  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1281  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1282  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1283  * @zid: zone id of the accounted pages
1284  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1285  *
1286  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1287  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1288  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1289  */
1290 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1291                                 int zid, int nr_pages)
1292 {
1293         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1294         unsigned long *lru_size;
1295         long size;
1296
1297         if (mem_cgroup_disabled())
1298                 return;
1299
1300         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1301         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1302
1303         if (nr_pages < 0)
1304                 *lru_size += nr_pages;
1305
1306         size = *lru_size;
1307         if (WARN_ONCE(size < 0,
1308                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1309                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1310                 VM_BUG_ON(1);
1311                 *lru_size = 0;
1312         }
1313
1314         if (nr_pages > 0)
1315                 *lru_size += nr_pages;
1316 }
1317
1318 /**
1319  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1320  * @memcg: the memory cgroup
1321  *
1322  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1323  * pages.
1324  */
1325 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1326 {
1327         unsigned long margin = 0;
1328         unsigned long count;
1329         unsigned long limit;
1330
1331         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1332         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1333         if (count < limit)
1334                 margin = limit - count;
1335
1336         if (do_memsw_account()) {
1337                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1338                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1339                 if (count < limit)
1340                         margin = min(margin, limit - count);
1341                 else
1342                         margin = 0;
1343         }
1344
1345         return margin;
1346 }
1347
1348 /*
1349  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1350  *
1351  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1352  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1353  * caused by "move".
1354  */
1355 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         struct mem_cgroup *from;
1358         struct mem_cgroup *to;
1359         bool ret = false;
1360         /*
1361          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1362          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1363          */
1364         spin_lock(&mc.lock);
1365         from = mc.from;
1366         to = mc.to;
1367         if (!from)
1368                 goto unlock;
1369
1370         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1371                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1372 unlock:
1373         spin_unlock(&mc.lock);
1374         return ret;
1375 }
1376
1377 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1378 {
1379         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1380                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1381                         DEFINE_WAIT(wait);
1382                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1383                         /* moving charge context might have finished. */
1384                         if (mc.moving_task)
1385                                 schedule();
1386                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1387                         return true;
1388                 }
1389         }
1390         return false;
1391 }
1392
1393 struct memory_stat {
1394         const char *name;
1395         unsigned int idx;
1396 };
1397
1398 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1399         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1400         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1401         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1402         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1403         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1404         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1405         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1406         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1407         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1408         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1409 #ifdef CONFIG_SWAP
1410         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1411 #endif
1412 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1413         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1414         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1415         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1416 #endif
1417         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1418         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1419         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1420         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1421         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1422         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1423         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1424
1425         /* The memory events */
1426         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1427         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1428         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1429         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1430         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1431         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1432         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1433 };
1434
1435 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1436 static int memcg_page_state_unit(int item)
1437 {
1438         switch (item) {
1439         case MEMCG_PERCPU_B:
1440         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1441         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1442         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1443         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1444         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1445         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1446         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1447         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1448         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1449                 return 1;
1450         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1451                 return SZ_1K;
1452         default:
1453                 return PAGE_SIZE;
1454         }
1455 }
1456
1457 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1458                                                     int item)
1459 {
1460         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1461 }
1462
1463 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1464 {
1465         struct seq_buf s;
1466         int i;
1467
1468         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1469         if (!s.buffer)
1470                 return NULL;
1471
1472         /*
1473          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1474          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1475          *
1476          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1477          * 1) generic big picture -> specifics and details
1478          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1479          *
1480          * Current memory state:
1481          */
1482         mem_cgroup_flush_stats();
1483
1484         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1485                 u64 size;
1486
1487                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1488                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1489
1490                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1491                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1492                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1493                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1494                 }
1495         }
1496
1497         /* Accumulated memory events */
1498
1499         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1500                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1501         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1502                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1503         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1504                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1505         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1506                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1507                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1508         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1509                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1510                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1511         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1512                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1513         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1514                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1515         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1516                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1517         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1518                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1519
1520 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1521         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1522                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1523         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1524                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1525 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1526
1527         /* The above should easily fit into one page */
1528         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1529
1530         return s.buffer;
1531 }
1532
1533 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1534 /**
1535  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1536  * memory controller.
1537  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1538  * @p: Task that is going to be killed
1539  *
1540  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1541  * enabled
1542  */
1543 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1544 {
1545         rcu_read_lock();
1546
1547         if (memcg) {
1548                 pr_cont(",oom_memcg=");
1549                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1550         } else
1551                 pr_cont(",global_oom");
1552         if (p) {
1553                 pr_cont(",task_memcg=");
1554                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1555         }
1556         rcu_read_unlock();
1557 }
1558
1559 /**
1560  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1561  * memory controller.
1562  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1563  */
1564 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1565 {
1566         char *buf;
1567
1568         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1569                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1570                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1571         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1572                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1573                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1574                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1575         else {
1576                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1577                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1578                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1579                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1580                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1581                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1582         }
1583
1584         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1585         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1586         pr_cont(":");
1587         buf = memory_stat_format(memcg);
1588         if (!buf)
1589                 return;
1590         pr_info("%s", buf);
1591         kfree(buf);
1592 }
1593
1594 /*
1595  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1596  */
1597 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1598 {
1599         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1600
1601         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1602                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1603                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1604                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1605         } else { /* v1 */
1606                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1607                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1608                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1609
1610                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1611                 }
1612         }
1613         return max;
1614 }
1615
1616 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1617 {
1618         return page_counter_read(&memcg->memory);
1619 }
1620
1621 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1622                                      int order)
1623 {
1624         struct oom_control oc = {
1625                 .zonelist = NULL,
1626                 .nodemask = NULL,
1627                 .memcg = memcg,
1628                 .gfp_mask = gfp_mask,
1629                 .order = order,
1630         };
1631         bool ret = true;
1632
1633         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1634                 return true;
1635
1636         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1637                 goto unlock;
1638
1639         /*
1640          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1641          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1642          */
1643         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1644
1645 unlock:
1646         mutex_unlock(&oom_lock);
1647         return ret;
1648 }
1649
1650 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1651                                    pg_data_t *pgdat,
1652                                    gfp_t gfp_mask,
1653                                    unsigned long *total_scanned)
1654 {
1655         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1656         int total = 0;
1657         int loop = 0;
1658         unsigned long excess;
1659         unsigned long nr_scanned;
1660         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1661                 .pgdat = pgdat,
1662         };
1663
1664         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1665
1666         while (1) {
1667                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1668                 if (!victim) {
1669                         loop++;
1670                         if (loop >= 2) {
1671                                 /*
1672                                  * If we have not been able to reclaim
1673                                  * anything, it might because there are
1674                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1675                                  */
1676                                 if (!total)
1677                                         break;
1678                                 /*
1679                                  * We want to do more targeted reclaim.
1680                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1681                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1682                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1683                                  */
1684                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1685                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1686                                         break;
1687                         }
1688                         continue;
1689                 }
1690                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1691                                         pgdat, &nr_scanned);
1692                 *total_scanned += nr_scanned;
1693                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1694                         break;
1695         }
1696         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1697         return total;
1698 }
1699
1700 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1701 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1702         .name = "memcg_oom_lock",
1703 };
1704 #endif
1705
1706 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1707
1708 /*
1709  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1710  * If someone is running, return false.
1711  */
1712 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1713 {
1714         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1715
1716         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1717
1718         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1719                 if (iter->oom_lock) {
1720                         /*
1721                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1722                          * so we cannot give a lock.
1723                          */
1724                         failed = iter;
1725                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1726                         break;
1727                 } else
1728                         iter->oom_lock = true;
1729         }
1730
1731         if (failed) {
1732                 /*
1733                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1734                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1735                  */
1736                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1737                         if (iter == failed) {
1738                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1739                                 break;
1740                         }
1741                         iter->oom_lock = false;
1742                 }
1743         } else
1744                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1745
1746         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1747
1748         return !failed;
1749 }
1750
1751 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1752 {
1753         struct mem_cgroup *iter;
1754
1755         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1756         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1757         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1758                 iter->oom_lock = false;
1759         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1760 }
1761
1762 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *iter;
1765
1766         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1767         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1768                 iter->under_oom++;
1769         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1770 }
1771
1772 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         struct mem_cgroup *iter;
1775
1776         /*
1777          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1778          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1779          */
1780         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1781         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1782                 if (iter->under_oom > 0)
1783                         iter->under_oom--;
1784         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1785 }
1786
1787 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1788
1789 struct oom_wait_info {
1790         struct mem_cgroup *memcg;
1791         wait_queue_entry_t      wait;
1792 };
1793
1794 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1795         unsigned mode, int sync, void *arg)
1796 {
1797         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1798         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1799         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1800
1801         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1802         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1803
1804         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1805             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1806                 return 0;
1807         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1808 }
1809
1810 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1811 {
1812         /*
1813          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1814          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1815          * this function is called as a result of userland actions
1816          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1817          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1818          * triggering notification.
1819          */
1820         if (memcg && memcg->under_oom)
1821                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1822 }
1823
1824 enum oom_status {
1825         OOM_SUCCESS,
1826         OOM_FAILED,
1827         OOM_ASYNC,
1828         OOM_SKIPPED
1829 };
1830
1831 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1832 {
1833         enum oom_status ret;
1834         bool locked;
1835
1836         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1837                 return OOM_SKIPPED;
1838
1839         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1840
1841         /*
1842          * We are in the middle of the charge context here, so we
1843          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1844          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1845          *
1846          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1847          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1848          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1849          * released.
1850          *
1851          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1852          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1853          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1854          * invoke the oom killer here.
1855          *
1856          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1857          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1858          */
1859         if (memcg->oom_kill_disable) {
1860                 if (!current->in_user_fault)
1861                         return OOM_SKIPPED;
1862                 css_get(&memcg->css);
1863                 current->memcg_in_oom = memcg;
1864                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1865                 current->memcg_oom_order = order;
1866
1867                 return OOM_ASYNC;
1868         }
1869
1870         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1871
1872         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1873
1874         if (locked)
1875                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1876
1877         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1878         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1879                 ret = OOM_SUCCESS;
1880         else
1881                 ret = OOM_FAILED;
1882
1883         if (locked)
1884                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1885
1886         return ret;
1887 }
1888
1889 /**
1890  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1891  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1892  *
1893  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1894  * handler was enabled.
1895  *
1896  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1897  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1898  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1899  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1900  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1901  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1902  *
1903  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1904  * completed, %false otherwise.
1905  */
1906 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1907 {
1908         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1909         struct oom_wait_info owait;
1910         bool locked;
1911
1912         /* OOM is global, do not handle */
1913         if (!memcg)
1914                 return false;
1915
1916         if (!handle)
1917                 goto cleanup;
1918
1919         owait.memcg = memcg;
1920         owait.wait.flags = 0;
1921         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1922         owait.wait.private = current;
1923         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1924
1925         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1926         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1927
1928         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1929
1930         if (locked)
1931                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1932
1933         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1934                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1935                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1936                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1937                                          current->memcg_oom_order);
1938         } else {
1939                 schedule();
1940                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1941                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1942         }
1943
1944         if (locked) {
1945                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1946                 /*
1947                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1948                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1949                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1950                  */
1951                 memcg_oom_recover(memcg);
1952         }
1953 cleanup:
1954         current->memcg_in_oom = NULL;
1955         css_put(&memcg->css);
1956         return true;
1957 }
1958
1959 /**
1960  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1961  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1962  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1963  *
1964  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1965  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1966  *
1967  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1968  */
1969 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1970                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1971 {
1972         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1973         struct mem_cgroup *memcg;
1974
1975         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1976                 return NULL;
1977
1978         if (!oom_domain)
1979                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1980
1981         rcu_read_lock();
1982
1983         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1984         if (memcg == root_mem_cgroup)
1985                 goto out;
1986
1987         /*
1988          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1989          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1990          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1991          */
1992         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1993                 goto out;
1994
1995         /*
1996          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1997          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1998          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1999          */
2000         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2001                 if (memcg->oom_group)
2002                         oom_group = memcg;
2003
2004                 if (memcg == oom_domain)
2005                         break;
2006         }
2007
2008         if (oom_group)
2009                 css_get(&oom_group->css);
2010 out:
2011         rcu_read_unlock();
2012
2013         return oom_group;
2014 }
2015
2016 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2017 {
2018         pr_info("Tasks in ");
2019         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2020         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2021 }
2022
2023 /**
2024  * lock_page_memcg - lock a page and memcg binding
2025  * @page: the page
2026  *
2027  * This function protects unlocked LRU pages from being moved to
2028  * another cgroup.
2029  *
2030  * It ensures lifetime of the locked memcg. Caller is responsible
2031  * for the lifetime of the page.
2032  */
2033 void lock_page_memcg(struct page *page)
2034 {
2035         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
2036         struct mem_cgroup *memcg;
2037         unsigned long flags;
2038
2039         /*
2040          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2041          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2042          * because page moving starts with an RCU grace period.
2043          */
2044         rcu_read_lock();
2045
2046         if (mem_cgroup_disabled())
2047                 return;
2048 again:
2049         memcg = page_memcg(head);
2050         if (unlikely(!memcg))
2051                 return;
2052
2053 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2054         local_irq_save(flags);
2055         might_lock(&memcg->move_lock);
2056         local_irq_restore(flags);
2057 #endif
2058
2059         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2060                 return;
2061
2062         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2063         if (memcg != page_memcg(head)) {
2064                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2065                 goto again;
2066         }
2067
2068         /*
2069          * When charge migration first begins, we can have multiple
2070          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2071          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2072          * move_lock for unlock_page_memcg().
2073          */
2074         memcg->move_lock_task = current;
2075         memcg->move_lock_flags = flags;
2076 }
2077 EXPORT_SYMBOL(lock_page_memcg);
2078
2079 static void __unlock_page_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
2080 {
2081         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2082                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2083
2084                 memcg->move_lock_task = NULL;
2085                 memcg->move_lock_flags = 0;
2086
2087                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2088         }
2089
2090         rcu_read_unlock();
2091 }
2092
2093 /**
2094  * unlock_page_memcg - unlock a page and memcg binding
2095  * @page: the page
2096  */
2097 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2098 {
2099         struct page *head = compound_head(page);
2100
2101         __unlock_page_memcg(page_memcg(head));
2102 }
2103 EXPORT_SYMBOL(unlock_page_memcg);
2104
2105 struct obj_stock {
2106 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2107         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2108         struct pglist_data *cached_pgdat;
2109         unsigned int nr_bytes;
2110         int nr_slab_reclaimable_b;
2111         int nr_slab_unreclaimable_b;
2112 #else
2113         int dummy[0];
2114 #endif
2115 };
2116
2117 struct memcg_stock_pcp {
2118         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2119         unsigned int nr_pages;
2120         struct obj_stock task_obj;
2121         struct obj_stock irq_obj;
2122
2123         struct work_struct work;
2124         unsigned long flags;
2125 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2126 };
2127 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2128 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2129
2130 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2131 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2132 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2133                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2134
2135 #else
2136 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2137 {
2138 }
2139 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2140                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2141 {
2142         return false;
2143 }
2144 #endif
2145
2146 /*
2147  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2148  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2149  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2150  * task context and interrupt context access respectively.
2151  *
2152  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2153  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2154  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2155  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2156  */
2157 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2158 {
2159         struct memcg_stock_pcp *stock;
2160
2161         if (likely(in_task())) {
2162                 *pflags = 0UL;
2163                 preempt_disable();
2164                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2165                 return &stock->task_obj;
2166         }
2167
2168         local_irq_save(*pflags);
2169         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2170         return &stock->irq_obj;
2171 }
2172
2173 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2174 {
2175         if (likely(in_task()))
2176                 preempt_enable();
2177         else
2178                 local_irq_restore(flags);
2179 }
2180
2181 /**
2182  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2183  * @memcg: memcg to consume from.
2184  * @nr_pages: how many pages to charge.
2185  *
2186  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2187  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2188  * service an allocation will refill the stock.
2189  *
2190  * returns true if successful, false otherwise.
2191  */
2192 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2193 {
2194         struct memcg_stock_pcp *stock;
2195         unsigned long flags;
2196         bool ret = false;
2197
2198         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2199                 return ret;
2200
2201         local_irq_save(flags);
2202
2203         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2204         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2205                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2206                 ret = true;
2207         }
2208
2209         local_irq_restore(flags);
2210
2211         return ret;
2212 }
2213
2214 /*
2215  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2216  */
2217 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2218 {
2219         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2220
2221         if (!old)
2222                 return;
2223
2224         if (stock->nr_pages) {
2225                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2226                 if (do_memsw_account())
2227                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2228                 stock->nr_pages = 0;
2229         }
2230
2231         css_put(&old->css);
2232         stock->cached = NULL;
2233 }
2234
2235 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2236 {
2237         struct memcg_stock_pcp *stock;
2238         unsigned long flags;
2239
2240         /*
2241          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2242          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2243          * here with IRQ disabled
2244          */
2245         local_irq_save(flags);
2246
2247         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2248         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2249         if (in_task())
2250                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2251         drain_stock(stock);
2252         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2253
2254         local_irq_restore(flags);
2255 }
2256
2257 /*
2258  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2259  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2260  */
2261 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2262 {
2263         struct memcg_stock_pcp *stock;
2264         unsigned long flags;
2265
2266         local_irq_save(flags);
2267
2268         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2269         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2270                 drain_stock(stock);
2271                 css_get(&memcg->css);
2272                 stock->cached = memcg;
2273         }
2274         stock->nr_pages += nr_pages;
2275
2276         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2277                 drain_stock(stock);
2278
2279         local_irq_restore(flags);
2280 }
2281
2282 /*
2283  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2284  * of the hierarchy under it.
2285  */
2286 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2287 {
2288         int cpu, curcpu;
2289
2290         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2291         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2292                 return;
2293         /*
2294          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2295          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2296          * as well as workers from this path always operate on the local
2297          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2298          */
2299         curcpu = get_cpu();
2300         for_each_online_cpu(cpu) {
2301                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2302                 struct mem_cgroup *memcg;
2303                 bool flush = false;
2304
2305                 rcu_read_lock();
2306                 memcg = stock->cached;
2307                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2308                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2309                         flush = true;
2310                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2311                         flush = true;
2312                 rcu_read_unlock();
2313
2314                 if (flush &&
2315                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2316                         if (cpu == curcpu)
2317                                 drain_local_stock(&stock->work);
2318                         else
2319                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2320                 }
2321         }
2322         put_cpu();
2323         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2324 }
2325
2326 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2327 {
2328         struct memcg_stock_pcp *stock;
2329
2330         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2331         drain_stock(stock);
2332
2333         return 0;
2334 }
2335
2336 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2337                                   unsigned int nr_pages,
2338                                   gfp_t gfp_mask)
2339 {
2340         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2341
2342         do {
2343                 unsigned long pflags;
2344
2345                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2346                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2347                         continue;
2348
2349                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2350
2351                 psi_memstall_enter(&pflags);
2352                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2353                                                              gfp_mask, true);
2354                 psi_memstall_leave(&pflags);
2355         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2356                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2357
2358         return nr_reclaimed;
2359 }
2360
2361 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2362 {
2363         struct mem_cgroup *memcg;
2364
2365         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2366         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2367 }
2368
2369 /*
2370  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2371  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2372  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2373  */
2374 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2375
2376 /*
2377  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2378  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2379  * below.
2380  *
2381  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2382  *   overage ratio to a delay.
2383  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2384  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2385  *   to produce a reasonable delay curve.
2386  *
2387  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2388  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2389  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2390  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2391  * example, with a high of 100 megabytes:
2392  *
2393  *  +-------+------------------------+
2394  *  | usage | time to allocate in ms |
2395  *  +-------+------------------------+
2396  *  | 100M  |                      0 |
2397  *  | 101M  |                      6 |
2398  *  | 102M  |                     25 |
2399  *  | 103M  |                     57 |
2400  *  | 104M  |                    102 |
2401  *  | 105M  |                    159 |
2402  *  | 106M  |                    230 |
2403  *  | 107M  |                    313 |
2404  *  | 108M  |                    409 |
2405  *  | 109M  |                    518 |
2406  *  | 110M  |                    639 |
2407  *  | 111M  |                    774 |
2408  *  | 112M  |                    921 |
2409  *  | 113M  |                   1081 |
2410  *  | 114M  |                   1254 |
2411  *  | 115M  |                   1439 |
2412  *  | 116M  |                   1638 |
2413  *  | 117M  |                   1849 |
2414  *  | 118M  |                   2000 |
2415  *  | 119M  |                   2000 |
2416  *  | 120M  |                   2000 |
2417  *  +-------+------------------------+
2418  */
2419  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2420  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2421
2422 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2423 {
2424         u64 overage;
2425
2426         if (usage <= high)
2427                 return 0;
2428
2429         /*
2430          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2431          * it was a threshold of 1 page
2432          */
2433         high = max(high, 1UL);
2434
2435         overage = usage - high;
2436         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2437         return div64_u64(overage, high);
2438 }
2439
2440 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2441 {
2442         u64 overage, max_overage = 0;
2443
2444         do {
2445                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2446                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2447                 max_overage = max(overage, max_overage);
2448         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2449                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2450
2451         return max_overage;
2452 }
2453
2454 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2455 {
2456         u64 overage, max_overage = 0;
2457
2458         do {
2459                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2460                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2461                 if (overage)
2462                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2463                 max_overage = max(overage, max_overage);
2464         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2465                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2466
2467         return max_overage;
2468 }
2469
2470 /*
2471  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2472  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2473  */
2474 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2475                                           unsigned int nr_pages,
2476                                           u64 max_overage)
2477 {
2478         unsigned long penalty_jiffies;
2479
2480         if (!max_overage)
2481                 return 0;
2482
2483         /*
2484          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2485          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2486          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2487          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2488          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2489          * overage amount.
2490          */
2491         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2492         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2493         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2494
2495         /*
2496          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2497          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2498          * 4N-sized allocation.
2499          *
2500          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2501          * larger the current charge patch is than that.
2502          */
2503         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2504 }
2505
2506 /*
2507  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2508  * and reclaims memory over the high limit.
2509  */
2510 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2511 {
2512         unsigned long penalty_jiffies;
2513         unsigned long pflags;
2514         unsigned long nr_reclaimed;
2515         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2516         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2517         struct mem_cgroup *memcg;
2518         bool in_retry = false;
2519
2520         if (likely(!nr_pages))
2521                 return;
2522
2523         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2524         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2525
2526 retry_reclaim:
2527         /*
2528          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2529          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2530          * or breaching resource isolation.
2531          *
2532          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2533          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2534          * allocator run every time an allocation is made.
2535          */
2536         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2537                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2538                                     GFP_KERNEL);
2539
2540         /*
2541          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2542          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2543          */
2544         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2545                                                mem_find_max_overage(memcg));
2546
2547         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2548                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2549
2550         /*
2551          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2552          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2553          * extremely slowly.
2554          */
2555         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2556
2557         /*
2558          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2559          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2560          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2561          * been aggressively reclaimed enough yet.
2562          */
2563         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2564                 goto out;
2565
2566         /*
2567          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2568          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2569          * throttling.
2570          */
2571         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2572                 in_retry = true;
2573                 goto retry_reclaim;
2574         }
2575
2576         /*
2577          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2578          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2579          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2580          */
2581         psi_memstall_enter(&pflags);
2582         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2583         psi_memstall_leave(&pflags);
2584
2585 out:
2586         css_put(&memcg->css);
2587 }
2588
2589 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2590                         unsigned int nr_pages)
2591 {
2592         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2593         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2594         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2595         struct page_counter *counter;
2596         enum oom_status oom_status;
2597         unsigned long nr_reclaimed;
2598         bool passed_oom = false;
2599         bool may_swap = true;
2600         bool drained = false;
2601         unsigned long pflags;
2602
2603 retry:
2604         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2605                 return 0;
2606
2607         if (!do_memsw_account() ||
2608             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2609                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2610                         goto done_restock;
2611                 if (do_memsw_account())
2612                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2613                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2614         } else {
2615                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2616                 may_swap = false;
2617         }
2618
2619         if (batch > nr_pages) {
2620                 batch = nr_pages;
2621                 goto retry;
2622         }
2623
2624         /*
2625          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2626          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2627          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2628          * and let these go through as privileged allocations.
2629          */
2630         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2631                 goto force;
2632
2633         /*
2634          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2635          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2636          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2637          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2638          */
2639         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2640                 goto force;
2641
2642         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2643                 goto nomem;
2644
2645         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2646                 goto nomem;
2647
2648         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2649
2650         psi_memstall_enter(&pflags);
2651         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2652                                                     gfp_mask, may_swap);
2653         psi_memstall_leave(&pflags);
2654
2655         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2656                 goto retry;
2657
2658         if (!drained) {
2659                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2660                 drained = true;
2661                 goto retry;
2662         }
2663
2664         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2665                 goto nomem;
2666         /*
2667          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2668          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2669          * before killing the task.
2670          *
2671          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2672          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2673          * to regular pages anyway in case of failure.
2674          */
2675         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2676                 goto retry;
2677         /*
2678          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2679          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2680          */
2681         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2682                 goto retry;
2683
2684         if (nr_retries--)
2685                 goto retry;
2686
2687         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2688                 goto nomem;
2689
2690         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2691         if (passed_oom && task_is_dying())
2692                 goto nomem;
2693
2694         /*
2695          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2696          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2697          * couldn't make any progress.
2698          */
2699         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2700                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2701         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2702                 passed_oom = true;
2703                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2704                 goto retry;
2705         }
2706 nomem:
2707         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2708                 return -ENOMEM;
2709 force:
2710         /*
2711          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2712          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2713          * temporarily by force charging it.
2714          */
2715         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2716         if (do_memsw_account())
2717                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2718
2719         return 0;
2720
2721 done_restock:
2722         if (batch > nr_pages)
2723                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2724
2725         /*
2726          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2727          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2728          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2729          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2730          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2731          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2732          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2733          */
2734         do {
2735                 bool mem_high, swap_high;
2736
2737                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2738                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2739                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2740                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2741
2742                 /* Don't bother a random interrupted task */
2743                 if (in_interrupt()) {
2744                         if (mem_high) {
2745                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2746                                 break;
2747                         }
2748                         continue;
2749                 }
2750
2751                 if (mem_high || swap_high) {
2752                         /*
2753                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2754                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2755                          * of the memory or swap footprints.
2756                          *
2757                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2758                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2759                          * based on how much each task is actually allocating.
2760                          */
2761                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2762                         set_notify_resume(current);
2763                         break;
2764                 }
2765         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2766
2767         return 0;
2768 }
2769
2770 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2771                              unsigned int nr_pages)
2772 {
2773         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2774                 return 0;
2775
2776         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2777 }
2778
2779 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) || defined(CONFIG_MMU)
2780 static void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2781 {
2782         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2783                 return;
2784
2785         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2786         if (do_memsw_account())
2787                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2788 }
2789 #endif
2790
2791 static void commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg)
2792 {
2793         VM_BUG_ON_PAGE(page_memcg(page), page);
2794         /*
2795          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2796          *
2797          * - the page lock
2798          * - LRU isolation
2799          * - lock_page_memcg()
2800          * - exclusive reference
2801          */
2802         page->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2803 }
2804
2805 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2806 {
2807         struct mem_cgroup *memcg;
2808
2809         rcu_read_lock();
2810 retry:
2811         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2812         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2813                 goto retry;
2814         rcu_read_unlock();
2815
2816         return memcg;
2817 }
2818
2819 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2820 /*
2821  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2822  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2823  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2824  */
2825 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2826
2827 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2828                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2829 {
2830         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2831         unsigned long memcg_data;
2832         void *vec;
2833
2834         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2835         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2836                            page_to_nid(page));
2837         if (!vec)
2838                 return -ENOMEM;
2839
2840         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2841         if (new_page) {
2842                 /*
2843                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2844                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2845                  * memcg_data can be simply assigned.
2846                  */
2847                 page->memcg_data = memcg_data;
2848         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2849                 /*
2850                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2851                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2852                  * objcg vector should be reused.
2853                  */
2854                 kfree(vec);
2855                 return 0;
2856         }
2857
2858         kmemleak_not_leak(vec);
2859         return 0;
2860 }
2861
2862 /*
2863  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2864  *
2865  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2866  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2867  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2868  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2869  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2870  *
2871  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2872  * cgroup_mutex, etc.
2873  */
2874 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2875 {
2876         struct page *page;
2877
2878         if (mem_cgroup_disabled())
2879                 return NULL;
2880
2881         page = virt_to_head_page(p);
2882
2883         /*
2884          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2885          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2886          * the page->obj_cgroups.
2887          */
2888         if (page_objcgs_check(page)) {
2889                 struct obj_cgroup *objcg;
2890                 unsigned int off;
2891
2892                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2893                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2894                 if (objcg)
2895                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2896
2897                 return NULL;
2898         }
2899
2900         /*
2901          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2902          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2903          * at that moment, but it can be set concurrently.
2904          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2905          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2906          */
2907         return page_memcg_check(page);
2908 }
2909
2910 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2911 {
2912         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2913         struct mem_cgroup *memcg;
2914
2915         if (memcg_kmem_bypass())
2916                 return NULL;
2917
2918         rcu_read_lock();
2919         if (unlikely(active_memcg()))
2920                 memcg = active_memcg();
2921         else
2922                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2923
2924         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2925                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2926                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2927                         break;
2928                 objcg = NULL;
2929         }
2930         rcu_read_unlock();
2931
2932         return objcg;
2933 }
2934
2935 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2936 {
2937         int id, size;
2938         int err;
2939
2940         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2941                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2942         if (id < 0)
2943                 return id;
2944
2945         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2946                 return id;
2947
2948         /*
2949          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2950          * so we have to grow them.
2951          */
2952         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2953
2954         size = 2 * (id + 1);
2955         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2956                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2957         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2958                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2959
2960         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2961         if (!err)
2962                 memcg_nr_cache_ids = size;
2963
2964         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2965
2966         if (err) {
2967                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2968                 return err;
2969         }
2970         return id;
2971 }
2972
2973 static void memcg_free_cache_id(int id)
2974 {
2975         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2976 }
2977
2978 /*
2979  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2980  * @objcg: object cgroup to uncharge
2981  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2982  */
2983 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2984                                       unsigned int nr_pages)
2985 {
2986         struct mem_cgroup *memcg;
2987
2988         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2989
2990         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2991                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2992         refill_stock(memcg, nr_pages);
2993
2994         css_put(&memcg->css);
2995 }
2996
2997 /*
2998  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2999  * @objcg: object cgroup to charge
3000  * @gfp: reclaim mode
3001  * @nr_pages: number of pages to charge
3002  *
3003  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3004  */
3005 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3006                                    unsigned int nr_pages)
3007 {
3008         struct page_counter *counter;
3009         struct mem_cgroup *memcg;
3010         int ret;
3011
3012         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3013
3014         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3015         if (ret)
3016                 goto out;
3017
3018         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) &&
3019             !page_counter_try_charge(&memcg->kmem, nr_pages, &counter)) {
3020
3021                 /*
3022                  * Enforce __GFP_NOFAIL allocation because callers are not
3023                  * prepared to see failures and likely do not have any failure
3024                  * handling code.
3025                  */
3026                 if (gfp & __GFP_NOFAIL) {
3027                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3028                         goto out;
3029                 }
3030                 cancel_charge(memcg, nr_pages);
3031                 ret = -ENOMEM;
3032         }
3033 out:
3034         css_put(&memcg->css);
3035
3036         return ret;
3037 }
3038
3039 /**
3040  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3041  * @page: page to charge
3042  * @gfp: reclaim mode
3043  * @order: allocation order
3044  *
3045  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3046  */
3047 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3048 {
3049         struct obj_cgroup *objcg;
3050         int ret = 0;
3051
3052         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3053         if (objcg) {
3054                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3055                 if (!ret) {
3056                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3057                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3058                         return 0;
3059                 }
3060                 obj_cgroup_put(objcg);
3061         }
3062         return ret;
3063 }
3064
3065 /**
3066  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3067  * @page: page to uncharge
3068  * @order: allocation order
3069  */
3070 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3071 {
3072         struct obj_cgroup *objcg;
3073         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3074
3075         if (!PageMemcgKmem(page))
3076                 return;
3077
3078         objcg = __page_objcg(page);
3079         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3080         page->memcg_data = 0;
3081         obj_cgroup_put(objcg);
3082 }
3083
3084 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3085                      enum node_stat_item idx, int nr)
3086 {
3087         unsigned long flags;
3088         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3089         int *bytes;
3090
3091         /*
3092          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3093          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3094          * changes.
3095          */
3096         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3097                 drain_obj_stock(stock);
3098                 obj_cgroup_get(objcg);
3099                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3100                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3101                 stock->cached_objcg = objcg;
3102                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3103         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3104                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3105                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3106
3107                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3108                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3109                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3110                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3111                 }
3112                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3113                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3114                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3115                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3116                 }
3117                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3118         }
3119
3120         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3121                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3122         /*
3123          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3124          * cached locally at least once before pushing it out.
3125          */
3126         if (!*bytes) {
3127                 *bytes = nr;
3128                 nr = 0;
3129         } else {
3130                 *bytes += nr;
3131                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3132                         nr = *bytes;
3133                         *bytes = 0;
3134                 } else {
3135                         nr = 0;
3136                 }
3137         }
3138         if (nr)
3139                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3140
3141         put_obj_stock(flags);
3142 }
3143
3144 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3145 {
3146         unsigned long flags;
3147         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3148         bool ret = false;
3149
3150         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3151                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3152                 ret = true;
3153         }
3154
3155         put_obj_stock(flags);
3156
3157         return ret;
3158 }
3159
3160 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3161 {
3162         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3163
3164         if (!old)
3165                 return;
3166
3167         if (stock->nr_bytes) {
3168                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3169                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3170
3171                 if (nr_pages)
3172                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3173
3174                 /*
3175                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3176                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3177                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3178                  * refill_obj_stock().
3179                  *
3180                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3181                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3182                  * so it might be changed in the future.
3183                  */
3184                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3185                 stock->nr_bytes = 0;
3186         }
3187
3188         /*
3189          * Flush the vmstat data in current stock
3190          */
3191         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3192                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3193                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3194                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3195                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3196                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3197                 }
3198                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3199                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3200                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3201                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3202                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3203                 }
3204                 stock->cached_pgdat = NULL;
3205         }
3206
3207         obj_cgroup_put(old);
3208         stock->cached_objcg = NULL;
3209 }
3210
3211 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3212                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3213 {
3214         struct mem_cgroup *memcg;
3215
3216         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3217                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3218                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3219                         return true;
3220         }
3221         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3222                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3223                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3224                         return true;
3225         }
3226
3227         return false;
3228 }
3229
3230 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3231                              bool allow_uncharge)
3232 {
3233         unsigned long flags;
3234         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3235         unsigned int nr_pages = 0;
3236
3237         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3238                 drain_obj_stock(stock);
3239                 obj_cgroup_get(objcg);
3240                 stock->cached_objcg = objcg;
3241                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3242                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3243                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3244         }
3245         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3246
3247         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3248                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3249                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3250         }
3251
3252         put_obj_stock(flags);
3253
3254         if (nr_pages)
3255                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3256 }
3257
3258 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3259 {
3260         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3261         int ret;
3262
3263         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3264                 return 0;
3265
3266         /*
3267          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3268          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3269          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3270          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3271          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3272          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3273          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3274          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3275          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3276          *
3277          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3278          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3279          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3280          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3281          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3282          * page uncharge right after a page charge, we set the
3283          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3284          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3285          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3286          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3287          * race.
3288          */
3289         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3290         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3291
3292         if (nr_bytes)
3293                 nr_pages += 1;
3294
3295         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3296         if (!ret && nr_bytes)
3297                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3298
3299         return ret;
3300 }
3301
3302 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3303 {
3304         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3305 }
3306
3307 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3308
3309 /*
3310  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3311  */
3312 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3313 {
3314         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(head);
3315         int i;
3316
3317         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3318                 return;
3319
3320         for (i = 1; i < nr; i++)
3321                 head[i].memcg_data = head->memcg_data;
3322
3323         if (PageMemcgKmem(head))
3324                 obj_cgroup_get_many(__page_objcg(head), nr - 1);
3325         else
3326                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3327 }
3328
3329 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3330 /**
3331  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3332  * @entry: swap entry to be moved
3333  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3334  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3335  *
3336  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3337  * as the mem_cgroup's id of @from.
3338  *
3339  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3340  *
3341  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3342  * both res and memsw, and called css_get().
3343  */
3344 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3345                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3346 {
3347         unsigned short old_id, new_id;
3348
3349         old_id = mem_cgroup_id(from);
3350         new_id = mem_cgroup_id(to);
3351
3352         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3353                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3354                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3355                 return 0;
3356         }
3357         return -EINVAL;
3358 }
3359 #else
3360 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3361                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3362 {
3363         return -EINVAL;
3364 }
3365 #endif
3366
3367 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3368
3369 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3370                                  unsigned long max, bool memsw)
3371 {
3372         bool enlarge = false;
3373         bool drained = false;
3374         int ret;
3375         bool limits_invariant;
3376         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3377
3378         do {
3379                 if (signal_pending(current)) {
3380                         ret = -EINTR;
3381                         break;
3382                 }
3383
3384                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3385                 /*
3386                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3387                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3388                  */
3389                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3390                                            max <= memcg->memsw.max;
3391                 if (!limits_invariant) {
3392                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3393                         ret = -EINVAL;
3394                         break;
3395                 }
3396                 if (max > counter->max)
3397                         enlarge = true;
3398                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3399                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3400
3401                 if (!ret)
3402                         break;
3403
3404                 if (!drained) {
3405                         drain_all_stock(memcg);
3406                         drained = true;
3407                         continue;
3408                 }
3409
3410                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3411                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3412                         ret = -EBUSY;
3413                         break;
3414                 }
3415         } while (true);
3416
3417         if (!ret && enlarge)
3418                 memcg_oom_recover(memcg);
3419
3420         return ret;
3421 }
3422
3423 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3424                                             gfp_t gfp_mask,
3425                                             unsigned long *total_scanned)
3426 {
3427         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3428         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3429         unsigned long reclaimed;
3430         int loop = 0;
3431         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3432         unsigned long excess;
3433         unsigned long nr_scanned;
3434
3435         if (order > 0)
3436                 return 0;
3437
3438         mctz = soft_limit_tree_node(pgdat->node_id);
3439
3440         /*
3441          * Do not even bother to check the largest node if the root
3442          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3443          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3444          */
3445         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3446                 return 0;
3447
3448         /*
3449          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3450          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3451          * pressure
3452          */
3453         do {
3454                 if (next_mz)
3455                         mz = next_mz;
3456                 else
3457                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3458                 if (!mz)
3459                         break;
3460
3461                 nr_scanned = 0;
3462                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3463                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3464                 nr_reclaimed += reclaimed;
3465                 *total_scanned += nr_scanned;
3466                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3467                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3468
3469                 /*
3470                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3471                  * it is time to move on to the next cgroup
3472                  */
3473                 next_mz = NULL;
3474                 if (!reclaimed)
3475                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3476
3477                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3478                 /*
3479                  * One school of thought says that we should not add
3480                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3481                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3482                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3483                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3484                  * term TODO.
3485                  */
3486                 /* If excess == 0, no tree ops */
3487                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3488                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3489                 css_put(&mz->memcg->css);
3490                 loop++;
3491                 /*
3492                  * Could not reclaim anything and there are no more
3493                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3494                  * reclaiming anything.
3495                  */
3496                 if (!nr_reclaimed &&
3497                         (next_mz == NULL ||
3498                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3499                         break;
3500         } while (!nr_reclaimed);
3501         if (next_mz)
3502                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3503         return nr_reclaimed;
3504 }
3505
3506 /*
3507  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3508  *
3509  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3510  */
3511 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3512 {
3513         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3514
3515         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3516         lru_add_drain_all();
3517
3518         drain_all_stock(memcg);
3519
3520         /* try to free all pages in this cgroup */
3521         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3522                 int progress;
3523
3524                 if (signal_pending(current))
3525                         return -EINTR;
3526
3527                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3528                                                         GFP_KERNEL, true);
3529                 if (!progress) {
3530                         nr_retries--;
3531                         /* maybe some writeback is necessary */
3532                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3533                 }
3534
3535         }
3536
3537         return 0;
3538 }
3539
3540 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3541                                             char *buf, size_t nbytes,
3542                                             loff_t off)
3543 {
3544         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3545
3546         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3547                 return -EINVAL;
3548         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3549 }
3550
3551 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3552                                      struct cftype *cft)
3553 {
3554         return 1;
3555 }
3556
3557 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3558                                       struct cftype *cft, u64 val)
3559 {
3560         if (val == 1)
3561                 return 0;
3562
3563         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3564                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3565                      "depend on this functionality.\n");
3566
3567         return -EINVAL;
3568 }
3569
3570 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3571 {
3572         unsigned long val;
3573
3574         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3575                 mem_cgroup_flush_stats();
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 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3641 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3642 {
3643         struct obj_cgroup *objcg;
3644         int memcg_id;
3645
3646         if (cgroup_memory_nokmem)
3647                 return 0;
3648
3649         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3650         BUG_ON(memcg->kmem_state);
3651
3652         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3653         if (memcg_id < 0)
3654                 return memcg_id;
3655
3656         objcg = obj_cgroup_alloc();
3657         if (!objcg) {
3658                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3659                 return -ENOMEM;
3660         }
3661         objcg->memcg = memcg;
3662         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3663
3664         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3665
3666         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3667         memcg->kmem_state = KMEM_ONLINE;
3668
3669         return 0;
3670 }
3671
3672 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3673 {
3674         struct cgroup_subsys_state *css;
3675         struct mem_cgroup *parent, *child;
3676         int kmemcg_id;
3677
3678         if (memcg->kmem_state != KMEM_ONLINE)
3679                 return;
3680
3681         memcg->kmem_state = KMEM_ALLOCATED;
3682
3683         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3684         if (!parent)
3685                 parent = root_mem_cgroup;
3686
3687         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3688
3689         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3690         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3691
3692         /*
3693          * Change kmemcg_id of this cgroup and all its descendants to the
3694          * parent's id, and then move all entries from this cgroup's list_lrus
3695          * to ones of the parent. After we have finished, all list_lrus
3696          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty. The
3697          * ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3698          * memcg_drain_all_list_lrus().
3699          */
3700         rcu_read_lock(); /* can be called from css_free w/o cgroup_mutex */
3701         css_for_each_descendant_pre(css, &memcg->css) {
3702                 child = mem_cgroup_from_css(css);
3703                 BUG_ON(child->kmemcg_id != kmemcg_id);
3704                 child->kmemcg_id = parent->kmemcg_id;
3705         }
3706         rcu_read_unlock();
3707
3708         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3709
3710         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3711 }
3712
3713 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3714 {
3715         /* css_alloc() failed, offlining didn't happen */
3716         if (unlikely(memcg->kmem_state == KMEM_ONLINE))
3717                 memcg_offline_kmem(memcg);
3718 }
3719 #else
3720 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3721 {
3722         return 0;
3723 }
3724 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3725 {
3726 }
3727 static void memcg_free_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3728 {
3729 }
3730 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3731
3732 static int memcg_update_kmem_max(struct mem_cgroup *memcg,
3733                                  unsigned long max)
3734 {
3735         int ret;
3736
3737         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3738         ret = page_counter_set_max(&memcg->kmem, max);
3739         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3740         return ret;
3741 }
3742
3743 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3744 {
3745         int ret;
3746
3747         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3748
3749         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3750         if (ret)
3751                 goto out;
3752
3753         if (!memcg->tcpmem_active) {
3754                 /*
3755                  * The active flag needs to be written after the static_key
3756                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3757                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3758                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3759                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3760                  *
3761                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3762                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3763                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3764                  * yet, we'll lose accounting.
3765                  *
3766                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3767                  * because when this value change, the code to process it is not
3768                  * patched in yet.
3769                  */
3770                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3771                 memcg->tcpmem_active = true;
3772         }
3773 out:
3774         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3775         return ret;
3776 }
3777
3778 /*
3779  * The user of this function is...
3780  * RES_LIMIT.
3781  */
3782 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3783                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3784 {
3785         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3786         unsigned long nr_pages;
3787         int ret;
3788
3789         buf = strstrip(buf);
3790         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3791         if (ret)
3792                 return ret;
3793
3794         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3795         case RES_LIMIT:
3796                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3797                         ret = -EINVAL;
3798                         break;
3799                 }
3800                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3801                 case _MEM:
3802                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3803                         break;
3804                 case _MEMSWAP:
3805                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3806                         break;
3807                 case _KMEM:
3808                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
3809                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3810                                      "depend on this functionality.\n");
3811                         ret = memcg_update_kmem_max(memcg, nr_pages);
3812                         break;
3813                 case _TCP:
3814                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3815                         break;
3816                 }
3817                 break;
3818         case RES_SOFT_LIMIT:
3819                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3820                 ret = 0;
3821                 break;
3822         }
3823         return ret ?: nbytes;
3824 }
3825
3826 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3827                                 size_t nbytes, loff_t off)
3828 {
3829         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3830         struct page_counter *counter;
3831
3832         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3833         case _MEM:
3834                 counter = &memcg->memory;
3835                 break;
3836         case _MEMSWAP:
3837                 counter = &memcg->memsw;
3838                 break;
3839         case _KMEM:
3840                 counter = &memcg->kmem;
3841                 break;
3842         case _TCP:
3843                 counter = &memcg->tcpmem;
3844                 break;
3845         default:
3846                 BUG();
3847         }
3848
3849         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3850         case RES_MAX_USAGE:
3851                 page_counter_reset_watermark(counter);
3852                 break;
3853         case RES_FAILCNT:
3854                 counter->failcnt = 0;
3855                 break;
3856         default:
3857                 BUG();
3858         }
3859
3860         return nbytes;
3861 }
3862
3863 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3864                                         struct cftype *cft)
3865 {
3866         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3867 }
3868
3869 #ifdef CONFIG_MMU
3870 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3871                                         struct cftype *cft, u64 val)
3872 {
3873         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3874
3875         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
3876                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3877                      "depend on this functionality.\n");
3878
3879         if (val & ~MOVE_MASK)
3880                 return -EINVAL;
3881
3882         /*
3883          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3884          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3885          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3886          * affect task migrations starting after the change.
3887          */
3888         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3889         return 0;
3890 }
3891 #else
3892 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3893                                         struct cftype *cft, u64 val)
3894 {
3895         return -ENOSYS;
3896 }
3897 #endif
3898
3899 #ifdef CONFIG_NUMA
3900
3901 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3902 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3903 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3904
3905 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3906                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3907 {
3908         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3909         unsigned long nr = 0;
3910         enum lru_list lru;
3911
3912         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3913
3914         for_each_lru(lru) {
3915                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3916                         continue;
3917                 if (tree)
3918                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3919                 else
3920                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3921         }
3922         return nr;
3923 }
3924
3925 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3926                                              unsigned int lru_mask,
3927                                              bool tree)
3928 {
3929         unsigned long nr = 0;
3930         enum lru_list lru;
3931
3932         for_each_lru(lru) {
3933                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3934                         continue;
3935                 if (tree)
3936                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3937                 else
3938                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3939         }
3940         return nr;
3941 }
3942
3943 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3944 {
3945         struct numa_stat {
3946                 const char *name;
3947                 unsigned int lru_mask;
3948         };
3949
3950         static const struct numa_stat stats[] = {
3951                 { "total", LRU_ALL },
3952                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3953                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3954                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3955         };
3956         const struct numa_stat *stat;
3957         int nid;
3958         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3959
3960         mem_cgroup_flush_stats();
3961
3962         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3963                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3964                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3965                                                    false));
3966                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3967                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3968                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3969                                                         stat->lru_mask, false));
3970                 seq_putc(m, '\n');
3971         }
3972
3973         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3974
3975                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3976                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3977                                                    true));
3978                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3979                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3980                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3981                                                         stat->lru_mask, true));
3982                 seq_putc(m, '\n');
3983         }
3984
3985         return 0;
3986 }
3987 #endif /* CONFIG_NUMA */
3988
3989 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3990         NR_FILE_PAGES,
3991         NR_ANON_MAPPED,
3992 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3993         NR_ANON_THPS,
3994 #endif
3995         NR_SHMEM,
3996         NR_FILE_MAPPED,
3997         NR_FILE_DIRTY,
3998         NR_WRITEBACK,
3999         MEMCG_SWAP,
4000 };
4001
4002 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4003         "cache",
4004         "rss",
4005 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4006         "rss_huge",
4007 #endif
4008         "shmem",
4009         "mapped_file",
4010         "dirty",
4011         "writeback",
4012         "swap",
4013 };
4014
4015 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4016 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4017         PGPGIN,
4018         PGPGOUT,
4019         PGFAULT,
4020         PGMAJFAULT,
4021 };
4022
4023 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4024 {
4025         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4026         unsigned long memory, memsw;
4027         struct mem_cgroup *mi;
4028         unsigned int i;
4029
4030         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4031
4032         mem_cgroup_flush_stats();
4033
4034         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4035                 unsigned long nr;
4036
4037                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4038                         continue;
4039                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
4040                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
4041         }
4042
4043         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4044                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4045                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4046
4047         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4048                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4049                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4050                            PAGE_SIZE);
4051
4052         /* Hierarchical information */
4053         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4054         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4055                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4056                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4057         }
4058         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4059                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
4060         if (do_memsw_account())
4061                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4062                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4063
4064         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4065                 unsigned long nr;
4066
4067                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
4068                         continue;
4069                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4070                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4071                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4072         }
4073
4074         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4075                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4076                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4077                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4078
4079         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4080                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4081                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4082                            PAGE_SIZE);
4083
4084 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4085         {
4086                 pg_data_t *pgdat;
4087                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4088                 unsigned long anon_cost = 0;
4089                 unsigned long file_cost = 0;
4090
4091                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4092                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4093
4094                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4095                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4096                 }
4097                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4098                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4099         }
4100 #endif
4101
4102         return 0;
4103 }
4104
4105 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4106                                       struct cftype *cft)
4107 {
4108         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4109
4110         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4111 }
4112
4113 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4114                                        struct cftype *cft, u64 val)
4115 {
4116         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4117
4118         if (val > 200)
4119                 return -EINVAL;
4120
4121         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4122                 memcg->swappiness = val;
4123         else
4124                 vm_swappiness = val;
4125
4126         return 0;
4127 }
4128
4129 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4130 {
4131         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4132         unsigned long usage;
4133         int i;
4134
4135         rcu_read_lock();
4136         if (!swap)
4137                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4138         else
4139                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4140
4141         if (!t)
4142                 goto unlock;
4143
4144         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4145
4146         /*
4147          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4148          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4149          * call of __mem_cgroup_threshold().
4150          */
4151         i = t->current_threshold;
4152
4153         /*
4154          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4155          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4156          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4157          * only one element of the array here.
4158          */
4159         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4160                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4161
4162         /* i = current_threshold + 1 */
4163         i++;
4164
4165         /*
4166          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4167          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4168          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4169          * only one element of the array here.
4170          */
4171         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4172                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4173
4174         /* Update current_threshold */
4175         t->current_threshold = i - 1;
4176 unlock:
4177         rcu_read_unlock();
4178 }
4179
4180 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4181 {
4182         while (memcg) {
4183                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4184                 if (do_memsw_account())
4185                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4186
4187                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4188         }
4189 }
4190
4191 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4192 {
4193         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4194         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4195
4196         if (_a->threshold > _b->threshold)
4197                 return 1;
4198
4199         if (_a->threshold < _b->threshold)
4200                 return -1;
4201
4202         return 0;
4203 }
4204
4205 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4206 {
4207         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4208
4209         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4210
4211         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4212                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4213
4214         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4215         return 0;
4216 }
4217
4218 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4219 {
4220         struct mem_cgroup *iter;
4221
4222         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4223                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4224 }
4225
4226 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4227         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4228 {
4229         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4230         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4231         unsigned long threshold;
4232         unsigned long usage;
4233         int i, size, ret;
4234
4235         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4236         if (ret)
4237                 return ret;
4238
4239         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4240
4241         if (type == _MEM) {
4242                 thresholds = &memcg->thresholds;
4243                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4244         } else if (type == _MEMSWAP) {
4245                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4246                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4247         } else
4248                 BUG();
4249
4250         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4251         if (thresholds->primary)
4252                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4253
4254         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4255
4256         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4257         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4258         if (!new) {
4259                 ret = -ENOMEM;
4260                 goto unlock;
4261         }
4262         new->size = size;
4263
4264         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4265         if (thresholds->primary)
4266                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4267                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4268
4269         /* Add new threshold */
4270         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4271         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4272
4273         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4274         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4275                         compare_thresholds, NULL);
4276
4277         /* Find current threshold */
4278         new->current_threshold = -1;
4279         for (i = 0; i < size; i++) {
4280                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4281                         /*
4282                          * new->current_threshold will not be used until
4283                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4284                          * it here.
4285                          */
4286                         ++new->current_threshold;
4287                 } else
4288                         break;
4289         }
4290
4291         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4292         kfree(thresholds->spare);
4293         thresholds->spare = thresholds->primary;
4294
4295         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4296
4297         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4298         synchronize_rcu();
4299
4300 unlock:
4301         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4302
4303         return ret;
4304 }
4305
4306 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4307         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4308 {
4309         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4310 }
4311
4312 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4313         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4314 {
4315         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4316 }
4317
4318 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4319         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4320 {
4321         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4322         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4323         unsigned long usage;
4324         int i, j, size, entries;
4325
4326         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4327
4328         if (type == _MEM) {
4329                 thresholds = &memcg->thresholds;
4330                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4331         } else if (type == _MEMSWAP) {
4332                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4333                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4334         } else
4335                 BUG();
4336
4337         if (!thresholds->primary)
4338                 goto unlock;
4339
4340         /* Check if a threshold crossed before removing */
4341         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4342
4343         /* Calculate new number of threshold */
4344         size = entries = 0;
4345         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4346                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4347                         size++;
4348                 else
4349                         entries++;
4350         }
4351
4352         new = thresholds->spare;
4353
4354         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4355         if (!entries)
4356                 goto unlock;
4357
4358         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4359         if (!size) {
4360                 kfree(new);
4361                 new = NULL;
4362                 goto swap_buffers;
4363         }
4364
4365         new->size = size;
4366
4367         /* Copy thresholds and find current threshold */
4368         new->current_threshold = -1;
4369         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4370                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4371                         continue;
4372
4373                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4374                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4375                         /*
4376                          * new->current_threshold will not be used
4377                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4378                          * it here.
4379                          */
4380                         ++new->current_threshold;
4381                 }
4382                 j++;
4383         }
4384
4385 swap_buffers:
4386         /* Swap primary and spare array */
4387         thresholds->spare = thresholds->primary;
4388
4389         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4390
4391         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4392         synchronize_rcu();
4393
4394         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4395         if (!new) {
4396                 kfree(thresholds->spare);
4397                 thresholds->spare = NULL;
4398         }
4399 unlock:
4400         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4401 }
4402
4403 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4404         struct eventfd_ctx *eventfd)
4405 {
4406         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4407 }
4408
4409 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4410         struct eventfd_ctx *eventfd)
4411 {
4412         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4413 }
4414
4415 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4416         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4417 {
4418         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4419
4420         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4421         if (!event)
4422                 return -ENOMEM;
4423
4424         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4425
4426         event->eventfd = eventfd;
4427         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4428
4429         /* already in OOM ? */
4430         if (memcg->under_oom)
4431                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4432         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4433
4434         return 0;
4435 }
4436
4437 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4438         struct eventfd_ctx *eventfd)
4439 {
4440         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4441
4442         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4443
4444         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4445                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4446                         list_del(&ev->list);
4447                         kfree(ev);
4448                 }
4449         }
4450
4451         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4452 }
4453
4454 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4455 {
4456         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4457
4458         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4459         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4460         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4461                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4462         return 0;
4463 }
4464
4465 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4466         struct cftype *cft, u64 val)
4467 {
4468         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4469
4470         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4471         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4472                 return -EINVAL;
4473
4474         memcg->oom_kill_disable = val;
4475         if (!val)
4476                 memcg_oom_recover(memcg);
4477
4478         return 0;
4479 }
4480
4481 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4482
4483 #include <trace/events/writeback.h>
4484
4485 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4486 {
4487         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4488 }
4489
4490 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4491 {
4492         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4493 }
4494
4495 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4496 {
4497         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4498 }
4499
4500 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4501 {
4502         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4503
4504         if (!memcg->css.parent)
4505                 return NULL;
4506
4507         return &memcg->cgwb_domain;
4508 }
4509
4510 /**
4511  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4512  * @wb: bdi_writeback in question
4513  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4514  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4515  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4516  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4517  *
4518  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4519  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4520  * is a bit more involved.
4521  *
4522  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4523  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4524  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4525  * available memory in the system.  The caller should further cap
4526  * *@pheadroom accordingly.
4527  */
4528 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4529                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4530                          unsigned long *pwriteback)
4531 {
4532         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4533         struct mem_cgroup *parent;
4534
4535         mem_cgroup_flush_stats();
4536
4537         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4538         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4539         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4540                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4541
4542         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4543         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4544                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4545                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4546                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4547
4548                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4549                 memcg = parent;
4550         }
4551 }
4552
4553 /*
4554  * Foreign dirty flushing
4555  *
4556  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4557  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4558  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4559  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4560  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4561  * different cgroups isn't a common use-case.
4562  *
4563  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4564  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4565  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4566  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4567  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4568  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4569  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4570  * make writeback of the dirty pages happen.
4571  *
4572  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4573  * severely throttled after making some progress after each
4574  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4575  * completely idle.
4576  *
4577  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4578  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4579  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4580  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4581  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4582  *
4583  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4584  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4585  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4586  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4587  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4588  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4589  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4590  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4591  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4592  *
4593  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4594  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4595  * records are lockless and racy.
4596  */
4597 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct page *page,
4598                                              struct bdi_writeback *wb)
4599 {
4600         struct mem_cgroup *memcg = page_memcg(page);
4601         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4602         u64 now = get_jiffies_64();
4603         u64 oldest_at = now;
4604         int oldest = -1;
4605         int i;
4606
4607         trace_track_foreign_dirty(page, wb);
4608
4609         /*
4610          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4611          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4612          * written out.
4613          */
4614         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4615                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4616                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4617                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4618                         break;
4619                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4620                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4621                         oldest = i;
4622                         oldest_at = frn->at;
4623                 }
4624         }
4625
4626         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4627                 /*
4628                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4629                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4630                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4631                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4632                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4633                  */
4634                 unsigned long update_intv =
4635                         min_t(unsigned long, HZ,
4636                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4637
4638                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4639                         frn->at = now;
4640         } else if (oldest >= 0) {
4641                 /* replace the oldest free one */
4642                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4643                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4644                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4645                 frn->at = now;
4646         }
4647 }
4648
4649 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4650 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4651 {
4652         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4653         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4654         u64 now = jiffies_64;
4655         int i;
4656
4657         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4658                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4659
4660                 /*
4661                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4662                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4663                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4664                  * already one in flight.
4665                  */
4666                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4667                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4668                         frn->at = 0;
4669                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4670                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4671                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4672                                                &frn->done);
4673                 }
4674         }
4675 }
4676
4677 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4678
4679 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4680 {
4681         return 0;
4682 }
4683
4684 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4685 {
4686 }
4687
4688 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4689 {
4690 }
4691
4692 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4693
4694 /*
4695  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4696  *
4697  * "cgroup.event_control" implementation.
4698  *
4699  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4700  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4701  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4702  *
4703  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4704  * possible.
4705  */
4706
4707 /*
4708  * Unregister event and free resources.
4709  *
4710  * Gets called from workqueue.
4711  */
4712 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4713 {
4714         struct mem_cgroup_event *event =
4715                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4716         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4717
4718         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4719
4720         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4721
4722         /* Notify userspace the event is going away. */
4723         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4724
4725         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4726         kfree(event);
4727         css_put(&memcg->css);
4728 }
4729
4730 /*
4731  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4732  *
4733  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4734  */
4735 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4736                             int sync, void *key)
4737 {
4738         struct mem_cgroup_event *event =
4739                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4740         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4741         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4742
4743         if (flags & EPOLLHUP) {
4744                 /*
4745                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4746                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4747                  * for us.
4748                  *
4749                  * We can't race against event freeing since the other
4750                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4751                  * which we hold.
4752                  */
4753                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4754                 if (!list_empty(&event->list)) {
4755                         list_del_init(&event->list);
4756                         /*
4757                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4758                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4759                          */
4760                         schedule_work(&event->remove);
4761                 }
4762                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4763         }
4764
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4769                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4770 {
4771         struct mem_cgroup_event *event =
4772                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4773
4774         event->wqh = wqh;
4775         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4776 }
4777
4778 /*
4779  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4780  *
4781  * Parse input and register new cgroup event handler.
4782  *
4783  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4784  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4785  */
4786 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4787                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4788 {
4789         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4790         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4791         struct mem_cgroup_event *event;
4792         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4793         unsigned int efd, cfd;
4794         struct fd efile;
4795         struct fd cfile;
4796         struct dentry *cdentry;
4797         const char *name;
4798         char *endp;
4799         int ret;
4800
4801         buf = strstrip(buf);
4802
4803         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4804         if (*endp != ' ')
4805                 return -EINVAL;
4806         buf = endp + 1;
4807
4808         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4809         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4810                 return -EINVAL;
4811         buf = endp + 1;
4812
4813         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4814         if (!event)
4815                 return -ENOMEM;
4816
4817         event->memcg = memcg;
4818         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4819         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4820         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4821         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4822
4823         efile = fdget(efd);
4824         if (!efile.file) {
4825                 ret = -EBADF;
4826                 goto out_kfree;
4827         }
4828
4829         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4830         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4831                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4832                 goto out_put_efile;
4833         }
4834
4835         cfile = fdget(cfd);
4836         if (!cfile.file) {
4837                 ret = -EBADF;
4838                 goto out_put_eventfd;
4839         }
4840
4841         /* the process need read permission on control file */
4842         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4843         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4844         if (ret < 0)
4845                 goto out_put_cfile;
4846
4847         /*
4848          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
4849          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
4850          */
4851         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
4852         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
4853                 ret = -EINVAL;
4854                 goto out_put_cfile;
4855         }
4856
4857         /*
4858          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4859          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4860          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4861          * is for compatibility anyway.
4862          *
4863          * DO NOT ADD NEW FILES.
4864          */
4865         name = cdentry->d_name.name;
4866
4867         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4868                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4869                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4870         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4871                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4872                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4873         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4874                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4875                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4876         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4877                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4878                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4879         } else {
4880                 ret = -EINVAL;
4881                 goto out_put_cfile;
4882         }
4883
4884         /*
4885          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4886          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4887          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4888          */
4889         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
4890                                                &memory_cgrp_subsys);
4891         ret = -EINVAL;
4892         if (IS_ERR(cfile_css))
4893                 goto out_put_cfile;
4894         if (cfile_css != css) {
4895                 css_put(cfile_css);
4896                 goto out_put_cfile;
4897         }
4898
4899         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4900         if (ret)
4901                 goto out_put_css;
4902
4903         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4904
4905         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4906         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4907         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4908
4909         fdput(cfile);
4910         fdput(efile);
4911
4912         return nbytes;
4913
4914 out_put_css:
4915         css_put(css);
4916 out_put_cfile:
4917         fdput(cfile);
4918 out_put_eventfd:
4919         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4920 out_put_efile:
4921         fdput(efile);
4922 out_kfree:
4923         kfree(event);
4924
4925         return ret;
4926 }
4927
4928 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4929         {
4930                 .name = "usage_in_bytes",
4931                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4932                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4933         },
4934         {
4935                 .name = "max_usage_in_bytes",
4936                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4937                 .write = mem_cgroup_reset,
4938                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4939         },
4940         {
4941                 .name = "limit_in_bytes",
4942                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4943                 .write = mem_cgroup_write,
4944                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4945         },
4946         {
4947                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4948                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4949                 .write = mem_cgroup_write,
4950                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4951         },
4952         {
4953                 .name = "failcnt",
4954                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4955                 .write = mem_cgroup_reset,
4956                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4957         },
4958         {
4959                 .name = "stat",
4960                 .seq_show = memcg_stat_show,
4961         },
4962         {
4963                 .name = "force_empty",
4964                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4965         },
4966         {
4967                 .name = "use_hierarchy",
4968                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4969                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4970         },
4971         {
4972                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4973                 .write = memcg_write_event_control,
4974                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4975         },
4976         {
4977                 .name = "swappiness",
4978                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4979                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4980         },
4981         {
4982                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4983                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4984                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4985         },
4986         {
4987                 .name = "oom_control",
4988                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4989                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4990                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4991         },
4992         {
4993                 .name = "pressure_level",
4994         },
4995 #ifdef CONFIG_NUMA
4996         {
4997                 .name = "numa_stat",
4998                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4999         },
5000 #endif
5001         {
5002                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5003                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5004                 .write = mem_cgroup_write,
5005                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5006         },
5007         {
5008                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5009                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5010                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5011         },
5012         {
5013                 .name = "kmem.failcnt",
5014                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5015                 .write = mem_cgroup_reset,
5016                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5017         },
5018         {
5019                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5020                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5021                 .write = mem_cgroup_reset,
5022                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5023         },
5024 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5025         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5026         {
5027                 .name = "kmem.slabinfo",
5028                 .seq_show = memcg_slab_show,
5029         },
5030 #endif
5031         {
5032                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5033                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5034                 .write = mem_cgroup_write,
5035                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5036         },
5037         {
5038                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5039                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5040                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5041         },
5042         {
5043                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5044                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5045                 .write = mem_cgroup_reset,
5046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5047         },
5048         {
5049                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5051                 .write = mem_cgroup_reset,
5052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5053         },
5054         { },    /* terminate */
5055 };
5056
5057 /*
5058  * Private memory cgroup IDR
5059  *
5060  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5061  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5062  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5063  * memory-controlled cgroups to 64k.
5064  *
5065  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5066  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5067  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5068  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5069  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5070  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5071  *
5072  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5073  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5074  * when the CSS is offlined.
5075  *
5076  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5077  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5078  * those references are manageable from userspace.
5079  */
5080
5081 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5082
5083 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5084 {
5085         if (memcg->id.id > 0) {
5086                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5087                 memcg->id.id = 0;
5088         }
5089 }
5090
5091 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5092                                                   unsigned int n)
5093 {
5094         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5095 }
5096
5097 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5098 {
5099         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5100                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5101
5102                 /* Memcg ID pins CSS */
5103                 css_put(&memcg->css);
5104         }
5105 }
5106
5107 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5108 {
5109         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5110 }
5111
5112 /**
5113  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5114  * @id: the memcg id to look up
5115  *
5116  * Caller must hold rcu_read_lock().
5117  */
5118 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5119 {
5120         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5121         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5122 }
5123
5124 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5125 {
5126         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5127         int tmp = node;
5128         /*
5129          * This routine is called against possible nodes.
5130          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5131          *
5132          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5133          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5134          *       function.
5135          */
5136         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5137                 tmp = -1;
5138         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5139         if (!pn)
5140                 return 1;
5141
5142         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5143                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5144         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5145                 kfree(pn);
5146                 return 1;
5147         }
5148
5149         lruvec_init(&pn->lruvec);
5150         pn->usage_in_excess = 0;
5151         pn->on_tree = false;
5152         pn->memcg = memcg;
5153
5154         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5155         return 0;
5156 }
5157
5158 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5159 {
5160         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5161
5162         if (!pn)
5163                 return;
5164
5165         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5166         kfree(pn);
5167 }
5168
5169 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5170 {
5171         int node;
5172
5173         for_each_node(node)
5174                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5175         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5176         kfree(memcg);
5177 }
5178
5179 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5180 {
5181         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5182         __mem_cgroup_free(memcg);
5183 }
5184
5185 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5186 {
5187         struct mem_cgroup *memcg;
5188         unsigned int size;
5189         int node;
5190         int __maybe_unused i;
5191         long error = -ENOMEM;
5192
5193         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5194         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5195
5196         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5197         if (!memcg)
5198                 return ERR_PTR(error);
5199
5200         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5201                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5202                                  GFP_KERNEL);
5203         if (memcg->id.id < 0) {
5204                 error = memcg->id.id;
5205                 goto fail;
5206         }
5207
5208         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5209                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5210         if (!memcg->vmstats_percpu)
5211                 goto fail;
5212
5213         for_each_node(node)
5214                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5215                         goto fail;
5216
5217         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5218                 goto fail;
5219
5220         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5221         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5222         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5223         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5224         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5225         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5226         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5227         memcg->socket_pressure = jiffies;
5228 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5229         memcg->kmemcg_id = -1;
5230         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5231 #endif
5232 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5233         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5234         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5235                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5236                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5237 #endif
5238 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5239         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5240         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5241         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5242 #endif
5243         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5244         return memcg;
5245 fail:
5246         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5247         __mem_cgroup_free(memcg);
5248         return ERR_PTR(error);
5249 }
5250
5251 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5252 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5253 {
5254         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5255         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5256         long error = -ENOMEM;
5257
5258         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5259         memcg = mem_cgroup_alloc();
5260         set_active_memcg(old_memcg);
5261         if (IS_ERR(memcg))
5262                 return ERR_CAST(memcg);
5263
5264         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5265         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5266         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5267         if (parent) {
5268                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5269                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5270
5271                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5272                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5273                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5274                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5275         } else {
5276                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5277                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5278                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5279                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5280
5281                 root_mem_cgroup = memcg;
5282                 return &memcg->css;
5283         }
5284
5285         /* The following stuff does not apply to the root */
5286         error = memcg_online_kmem(memcg);
5287         if (error)
5288                 goto fail;
5289
5290         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5291                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5292
5293         return &memcg->css;
5294 fail:
5295         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5296         mem_cgroup_free(memcg);
5297         return ERR_PTR(error);
5298 }
5299
5300 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5301 {
5302         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5303
5304         /*
5305          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5306          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5307          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5308          */
5309         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5310                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5311                 return -ENOMEM;
5312         }
5313
5314         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5315         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5316         css_get(css);
5317
5318         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5319                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5320                                    2UL*HZ);
5321         return 0;
5322 }
5323
5324 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5325 {
5326         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5327         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5328
5329         /*
5330          * Unregister events and notify userspace.
5331          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5332          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5333          */
5334         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5335         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5336                 list_del_init(&event->list);
5337                 schedule_work(&event->remove);
5338         }
5339         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5340
5341         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5342         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5343
5344         memcg_offline_kmem(memcg);
5345         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5346         wb_memcg_offline(memcg);
5347
5348         drain_all_stock(memcg);
5349
5350         mem_cgroup_id_put(memcg);
5351 }
5352
5353 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5354 {
5355         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5356
5357         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5358 }
5359
5360 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5361 {
5362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5363         int __maybe_unused i;
5364
5365 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5366         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5367                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5368 #endif
5369         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5370                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5371
5372         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5373                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5374
5375         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5376         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5377         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5378         free_shrinker_info(memcg);
5379         memcg_free_kmem(memcg);
5380         mem_cgroup_free(memcg);
5381 }
5382
5383 /**
5384  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5385  * @css: the target css
5386  *
5387  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5388  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5389  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5390  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5391  * made visible again.
5392  *
5393  * The current implementation only resets the essential configurations.
5394  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5395  */
5396 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5397 {
5398         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5399
5400         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5401         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5402         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5403         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5404         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5405         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5406         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5407         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5408         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5409         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5410 }
5411
5412 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5413 {
5414         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5415         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5416         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5417         long delta, v;
5418         int i, nid;
5419
5420         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5421
5422         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5423                 /*
5424                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5425                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5426                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5427                  */
5428                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5429                 if (delta)
5430                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5431
5432                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5433                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5434                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5435                         delta += v - statc->state_prev[i];
5436                         statc->state_prev[i] = v;
5437                 }
5438
5439                 if (!delta)
5440                         continue;
5441
5442                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5443                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5444                 if (parent)
5445                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5446         }
5447
5448         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5449                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5450                 if (delta)
5451                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5452
5453                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5454                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5455                         delta += v - statc->events_prev[i];
5456                         statc->events_prev[i] = v;
5457                 }
5458
5459                 if (!delta)
5460                         continue;
5461
5462                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5463                 if (parent)
5464                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5465         }
5466
5467         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5468                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5469                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5470                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5471
5472                 if (parent)
5473                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5474
5475                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5476
5477                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5478                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5479                         if (delta)
5480                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5481
5482                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5483                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5484                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5485                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5486                         }
5487
5488                         if (!delta)
5489                                 continue;
5490
5491                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5492                         if (ppn)
5493                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5494                 }
5495         }
5496 }
5497
5498 #ifdef CONFIG_MMU
5499 /* Handlers for move charge at task migration. */
5500 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5501 {
5502         int ret;
5503
5504         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5505         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5506         if (!ret) {
5507                 mc.precharge += count;
5508                 return ret;
5509         }
5510
5511         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5512         while (count--) {
5513                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5514                 if (ret)
5515                         return ret;
5516                 mc.precharge++;
5517                 cond_resched();
5518         }
5519         return 0;
5520 }
5521
5522 union mc_target {
5523         struct page     *page;
5524         swp_entry_t     ent;
5525 };
5526
5527 enum mc_target_type {
5528         MC_TARGET_NONE = 0,
5529         MC_TARGET_PAGE,
5530         MC_TARGET_SWAP,
5531         MC_TARGET_DEVICE,
5532 };
5533
5534 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5535                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5536 {
5537         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5538
5539         if (!page || !page_mapped(page))
5540                 return NULL;
5541         if (PageAnon(page)) {
5542                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5543                         return NULL;
5544         } else {
5545                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5546                         return NULL;
5547         }
5548         if (!get_page_unless_zero(page))
5549                 return NULL;
5550
5551         return page;
5552 }
5553
5554 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5555 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5556                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5557 {
5558         struct page *page = NULL;
5559         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5560
5561         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5562                 return NULL;
5563
5564         /*
5565          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5566          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5567          * as special swap entry in the CPU page table.
5568          */
5569         if (is_device_private_entry(ent)) {
5570                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5571                 /*
5572                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5573                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5574                  */
5575                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5576                         return NULL;
5577                 return page;
5578         }
5579
5580         if (non_swap_entry(ent))
5581                 return NULL;
5582
5583         /*
5584          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5585          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5586          */
5587         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5588         entry->val = ent.val;
5589
5590         return page;
5591 }
5592 #else
5593 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5594                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5595 {
5596         return NULL;
5597 }
5598 #endif
5599
5600 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5601                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5602 {
5603         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5604                 return NULL;
5605         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5606                 return NULL;
5607
5608         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5609         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5610         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5611                         linear_page_index(vma, addr));
5612 }
5613
5614 /**
5615  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5616  * @page: the page
5617  * @compound: charge the page as compound or small page
5618  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5619  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5620  *
5621  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5622  *
5623  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5624  * from old cgroup.
5625  */
5626 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5627                                    bool compound,
5628                                    struct mem_cgroup *from,
5629                                    struct mem_cgroup *to)
5630 {
5631         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5632         struct pglist_data *pgdat;
5633         unsigned int nr_pages = compound ? thp_nr_pages(page) : 1;
5634         int ret;
5635
5636         VM_BUG_ON(from == to);
5637         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
5638         VM_BUG_ON(compound && !PageTransHuge(page));
5639
5640         /*
5641          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5642          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5643          */
5644         ret = -EBUSY;
5645         if (!trylock_page(page))
5646                 goto out;
5647
5648         ret = -EINVAL;
5649         if (page_memcg(page) != from)
5650                 goto out_unlock;
5651
5652         pgdat = page_pgdat(page);
5653         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5654         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5655
5656         lock_page_memcg(page);
5657
5658         if (PageAnon(page)) {
5659                 if (page_mapped(page)) {
5660                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5661                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5662                         if (PageTransHuge(page)) {
5663                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5664                                                    -nr_pages);
5665                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5666                                                    nr_pages);
5667                         }
5668                 }
5669         } else {
5670                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5671                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5672
5673                 if (PageSwapBacked(page)) {
5674                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5675                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5676                 }
5677
5678                 if (page_mapped(page)) {
5679                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5680                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5681                 }
5682
5683                 if (PageDirty(page)) {
5684                         struct address_space *mapping = page_mapping(page);
5685
5686                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5687                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5688                                                    -nr_pages);
5689                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5690                                                    nr_pages);
5691                         }
5692                 }
5693         }
5694
5695         if (PageWriteback(page)) {
5696                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5697                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5698         }
5699
5700         /*
5701          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5702          *
5703          * It is safe to change page's memcg here because the page
5704          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5705          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5706          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5707          *
5708          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5709          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5710          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5711          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5712          */
5713         smp_mb();
5714
5715         css_get(&to->css);
5716         css_put(&from->css);
5717
5718         page->memcg_data = (unsigned long)to;
5719
5720         __unlock_page_memcg(from);
5721
5722         ret = 0;
5723
5724         local_irq_disable();
5725         mem_cgroup_charge_statistics(to, page, nr_pages);
5726         memcg_check_events(to, page);
5727         mem_cgroup_charge_statistics(from, page, -nr_pages);
5728         memcg_check_events(from, page);
5729         local_irq_enable();
5730 out_unlock:
5731         unlock_page(page);
5732 out:
5733         return ret;
5734 }
5735
5736 /**
5737  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5738  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5739  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5740  * @ptent: the pte to be checked
5741  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5742  *
5743  * Returns
5744  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5745  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5746  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5747  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5748  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5749  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5750  *     in target->ent.
5751  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5752  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5753  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5754  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5755  *     regular page.
5756  *
5757  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5758  *
5759  * Called with pte lock held.
5760  */
5761
5762 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5763                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5764 {
5765         struct page *page = NULL;
5766         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5767         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5768
5769         if (pte_present(ptent))
5770                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5771         else if (is_swap_pte(ptent))
5772                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5773         else if (pte_none(ptent))
5774                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5775
5776         if (!page && !ent.val)
5777                 return ret;
5778         if (page) {
5779                 /*
5780                  * Do only loose check w/o serialization.
5781                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5782                  * not under LRU exclusion.
5783                  */
5784                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5785                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5786                         if (is_device_private_page(page))
5787                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5788                         if (target)
5789                                 target->page = page;
5790                 }
5791                 if (!ret || !target)
5792                         put_page(page);
5793         }
5794         /*
5795          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5796          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5797          */
5798         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5799             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5800                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5801                 if (target)
5802                         target->ent = ent;
5803         }
5804         return ret;
5805 }
5806
5807 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5808 /*
5809  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5810  * not support them for now.
5811  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5812  */
5813 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5814                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5815 {
5816         struct page *page = NULL;
5817         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5818
5819         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5820                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5821                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5822                 return ret;
5823         }
5824         page = pmd_page(pmd);
5825         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5826         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5827                 return ret;
5828         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5829                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5830                 if (target) {
5831                         get_page(page);
5832                         target->page = page;
5833                 }
5834         }
5835         return ret;
5836 }
5837 #else
5838 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5839                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5840 {
5841         return MC_TARGET_NONE;
5842 }
5843 #endif
5844
5845 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5846                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5847                                         struct mm_walk *walk)
5848 {
5849         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5850         pte_t *pte;
5851         spinlock_t *ptl;
5852
5853         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5854         if (ptl) {
5855                 /*
5856                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5857                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5858                  * this might change.
5859                  */
5860                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5861                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5862                 spin_unlock(ptl);
5863                 return 0;
5864         }
5865
5866         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5867                 return 0;
5868         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5869         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5870                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5871                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5872         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5873         cond_resched();
5874
5875         return 0;
5876 }
5877
5878 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5879         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5880 };
5881
5882 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5883 {
5884         unsigned long precharge;
5885
5886         mmap_read_lock(mm);
5887         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5888         mmap_read_unlock(mm);
5889
5890         precharge = mc.precharge;
5891         mc.precharge = 0;
5892
5893         return precharge;
5894 }
5895
5896 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5897 {
5898         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5899
5900         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5901         mc.moving_task = current;
5902         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5903 }
5904
5905 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5906 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5907 {
5908         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5909         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5910
5911         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5912         if (mc.precharge) {
5913                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5914                 mc.precharge = 0;
5915         }
5916         /*
5917          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5918          * we must uncharge here.
5919          */
5920         if (mc.moved_charge) {
5921                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5922                 mc.moved_charge = 0;
5923         }
5924         /* we must fixup refcnts and charges */
5925         if (mc.moved_swap) {
5926                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5927                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5928                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5929
5930                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5931
5932                 /*
5933                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5934                  * should uncharge to->memory.
5935                  */
5936                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5937                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5938
5939                 mc.moved_swap = 0;
5940         }
5941         memcg_oom_recover(from);
5942         memcg_oom_recover(to);
5943         wake_up_all(&mc.waitq);
5944 }
5945
5946 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5947 {
5948         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5949
5950         /*
5951          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5952          * task migration.
5953          */
5954         mc.moving_task = NULL;
5955         __mem_cgroup_clear_mc();
5956         spin_lock(&mc.lock);
5957         mc.from = NULL;
5958         mc.to = NULL;
5959         mc.mm = NULL;
5960         spin_unlock(&mc.lock);
5961
5962         mmput(mm);
5963 }
5964
5965 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5966 {
5967         struct cgroup_subsys_state *css;
5968         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5969         struct mem_cgroup *from;
5970         struct task_struct *leader, *p;
5971         struct mm_struct *mm;
5972         unsigned long move_flags;
5973         int ret = 0;
5974
5975         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5976         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5977                 return 0;
5978
5979         /*
5980          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5981          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5982          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5983          * multiple.
5984          */
5985         p = NULL;
5986         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5987                 WARN_ON_ONCE(p);
5988                 p = leader;
5989                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5990         }
5991         if (!p)
5992                 return 0;
5993
5994         /*
5995          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5996          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5997          * So we need to save it, and keep it going.
5998          */
5999         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6000         if (!move_flags)
6001                 return 0;
6002
6003         from = mem_cgroup_from_task(p);
6004
6005         VM_BUG_ON(from == memcg);
6006
6007         mm = get_task_mm(p);
6008         if (!mm)
6009                 return 0;
6010         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6011         if (mm->owner == p) {
6012                 VM_BUG_ON(mc.from);
6013                 VM_BUG_ON(mc.to);
6014                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6015                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6016                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6017
6018                 spin_lock(&mc.lock);
6019                 mc.mm = mm;
6020                 mc.from = from;
6021                 mc.to = memcg;
6022                 mc.flags = move_flags;
6023                 spin_unlock(&mc.lock);
6024                 /* We set mc.moving_task later */
6025
6026                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6027                 if (ret)
6028                         mem_cgroup_clear_mc();
6029         } else {
6030                 mmput(mm);
6031         }
6032         return ret;
6033 }
6034
6035 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6036 {
6037         if (mc.to)
6038                 mem_cgroup_clear_mc();
6039 }
6040
6041 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6042                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6043                                 struct mm_walk *walk)
6044 {
6045         int ret = 0;
6046         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6047         pte_t *pte;
6048         spinlock_t *ptl;
6049         enum mc_target_type target_type;
6050         union mc_target target;
6051         struct page *page;
6052
6053         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6054         if (ptl) {
6055                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6056                         spin_unlock(ptl);
6057                         return 0;
6058                 }
6059                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6060                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6061                         page = target.page;
6062                         if (!isolate_lru_page(page)) {
6063                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6064                                                              mc.from, mc.to)) {
6065                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6066                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6067                                 }
6068                                 putback_lru_page(page);
6069                         }
6070                         put_page(page);
6071                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6072                         page = target.page;
6073                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6074                                                      mc.from, mc.to)) {
6075                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6076                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6077                         }
6078                         put_page(page);
6079                 }
6080                 spin_unlock(ptl);
6081                 return 0;
6082         }
6083
6084         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6085                 return 0;
6086 retry:
6087         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6088         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6089                 pte_t ptent = *(pte++);
6090                 bool device = false;
6091                 swp_entry_t ent;
6092
6093                 if (!mc.precharge)
6094                         break;
6095
6096                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6097                 case MC_TARGET_DEVICE:
6098                         device = true;
6099                         fallthrough;
6100                 case MC_TARGET_PAGE:
6101                         page = target.page;
6102                         /*
6103                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6104                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6105                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6106                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6107                          */
6108                         if (PageTransCompound(page))
6109                                 goto put;
6110                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6111                                 goto put;
6112                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6113                                                 mc.from, mc.to)) {
6114                                 mc.precharge--;
6115                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6116                                 mc.moved_charge++;
6117                         }
6118                         if (!device)
6119                                 putback_lru_page(page);
6120 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6121                         put_page(page);
6122                         break;
6123                 case MC_TARGET_SWAP:
6124                         ent = target.ent;
6125                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6126                                 mc.precharge--;
6127                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6128                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6129                                 mc.moved_swap++;
6130                         }
6131                         break;
6132                 default:
6133                         break;
6134                 }
6135         }
6136         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6137         cond_resched();
6138
6139         if (addr != end) {
6140                 /*
6141                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6142                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6143                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6144                  * phase.
6145                  */
6146                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6147                 if (!ret)
6148                         goto retry;
6149         }
6150
6151         return ret;
6152 }
6153
6154 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6155         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6156 };
6157
6158 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6159 {
6160         lru_add_drain_all();
6161         /*
6162          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6163          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6164          * for already started RCU-only updates to finish.
6165          */
6166         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6167         synchronize_rcu();
6168 retry:
6169         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6170                 /*
6171                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6172                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6173                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6174                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6175                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6176                  */
6177                 __mem_cgroup_clear_mc();
6178                 cond_resched();
6179                 goto retry;
6180         }
6181         /*
6182          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6183          * additional charge, the page walk just aborts.
6184          */
6185         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6186                         NULL);
6187
6188         mmap_read_unlock(mc.mm);
6189         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6190 }
6191
6192 static void mem_cgroup_move_task(void)
6193 {
6194         if (mc.to) {
6195                 mem_cgroup_move_charge();
6196                 mem_cgroup_clear_mc();
6197         }
6198 }
6199 #else   /* !CONFIG_MMU */
6200 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6201 {
6202         return 0;
6203 }
6204 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6205 {
6206 }
6207 static void mem_cgroup_move_task(void)
6208 {
6209 }
6210 #endif
6211
6212 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6213 {
6214         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6215                 seq_puts(m, "max\n");
6216         else
6217                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6218
6219         return 0;
6220 }
6221
6222 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6223                                struct cftype *cft)
6224 {
6225         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6226
6227         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6228 }
6229
6230 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6231 {
6232         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6233                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6234 }
6235
6236 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6237                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6238 {
6239         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6240         unsigned long min;
6241         int err;
6242
6243         buf = strstrip(buf);
6244         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6245         if (err)
6246                 return err;
6247
6248         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6249
6250         return nbytes;
6251 }
6252
6253 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6254 {
6255         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6256                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6257 }
6258
6259 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6260                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6261 {
6262         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6263         unsigned long low;
6264         int err;
6265
6266         buf = strstrip(buf);
6267         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6268         if (err)
6269                 return err;
6270
6271         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6272
6273         return nbytes;
6274 }
6275
6276 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6277 {
6278         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6279                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6280 }
6281
6282 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6283                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6284 {
6285         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6286         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6287         bool drained = false;
6288         unsigned long high;
6289         int err;
6290
6291         buf = strstrip(buf);
6292         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6293         if (err)
6294                 return err;
6295
6296         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6297
6298         for (;;) {
6299                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6300                 unsigned long reclaimed;
6301
6302                 if (nr_pages <= high)
6303                         break;
6304
6305                 if (signal_pending(current))
6306                         break;
6307
6308                 if (!drained) {
6309                         drain_all_stock(memcg);
6310                         drained = true;
6311                         continue;
6312                 }
6313
6314                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6315                                                          GFP_KERNEL, true);
6316
6317                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6318                         break;
6319         }
6320
6321         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6322         return nbytes;
6323 }
6324
6325 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6326 {
6327         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6328                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6329 }
6330
6331 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6332                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6333 {
6334         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6335         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6336         bool drained = false;
6337         unsigned long max;
6338         int err;
6339
6340         buf = strstrip(buf);
6341         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6342         if (err)
6343                 return err;
6344
6345         xchg(&memcg->memory.max, max);
6346
6347         for (;;) {
6348                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6349
6350                 if (nr_pages <= max)
6351                         break;
6352
6353                 if (signal_pending(current))
6354                         break;
6355
6356                 if (!drained) {
6357                         drain_all_stock(memcg);
6358                         drained = true;
6359                         continue;
6360                 }
6361
6362                 if (nr_reclaims) {
6363                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6364                                                           GFP_KERNEL, true))
6365                                 nr_reclaims--;
6366                         continue;
6367                 }
6368
6369                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6370                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6371                         break;
6372         }
6373
6374         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6375         return nbytes;
6376 }
6377
6378 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6379 {
6380         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6381         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6382         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6383         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6384         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6385                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6386 }
6387
6388 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6389 {
6390         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6391
6392         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6393         return 0;
6394 }
6395
6396 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6397 {
6398         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6399
6400         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6401         return 0;
6402 }
6403
6404 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6405 {
6406         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6407         char *buf;
6408
6409         buf = memory_stat_format(memcg);
6410         if (!buf)
6411                 return -ENOMEM;
6412         seq_puts(m, buf);
6413         kfree(buf);
6414         return 0;
6415 }
6416
6417 #ifdef CONFIG_NUMA
6418 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6419                                                      int item)
6420 {
6421         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6422 }
6423
6424 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6425 {
6426         int i;
6427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6428
6429         mem_cgroup_flush_stats();
6430
6431         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6432                 int nid;
6433
6434                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6435                         continue;
6436
6437                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6438                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6439                         u64 size;
6440                         struct lruvec *lruvec;
6441
6442                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6443                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6444                                                         memory_stats[i].idx);
6445                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6446                 }
6447                 seq_putc(m, '\n');
6448         }
6449
6450         return 0;
6451 }
6452 #endif
6453
6454 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6455 {
6456         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6457
6458         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6459
6460         return 0;
6461 }
6462
6463 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6464                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6465 {
6466         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6467         int ret, oom_group;
6468
6469         buf = strstrip(buf);
6470         if (!buf)
6471                 return -EINVAL;
6472
6473         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6474         if (ret)
6475                 return ret;
6476
6477         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6478                 return -EINVAL;
6479
6480         memcg->oom_group = oom_group;
6481
6482         return nbytes;
6483 }
6484
6485 static struct cftype memory_files[] = {
6486         {
6487                 .name = "current",
6488                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6489                 .read_u64 = memory_current_read,
6490         },
6491         {
6492                 .name = "min",
6493                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6494                 .seq_show = memory_min_show,
6495                 .write = memory_min_write,
6496         },
6497         {
6498                 .name = "low",
6499                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6500                 .seq_show = memory_low_show,
6501                 .write = memory_low_write,
6502         },
6503         {
6504                 .name = "high",
6505                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6506                 .seq_show = memory_high_show,
6507                 .write = memory_high_write,
6508         },
6509         {
6510                 .name = "max",
6511                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6512                 .seq_show = memory_max_show,
6513                 .write = memory_max_write,
6514         },
6515         {
6516                 .name = "events",
6517                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6518                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6519                 .seq_show = memory_events_show,
6520         },
6521         {
6522                 .name = "events.local",
6523                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6524                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6525                 .seq_show = memory_events_local_show,
6526         },
6527         {
6528                 .name = "stat",
6529                 .seq_show = memory_stat_show,
6530         },
6531 #ifdef CONFIG_NUMA
6532         {
6533                 .name = "numa_stat",
6534                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6535         },
6536 #endif
6537         {
6538                 .name = "oom.group",
6539                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6540                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6541                 .write = memory_oom_group_write,
6542         },
6543         { }     /* terminate */
6544 };
6545
6546 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6547         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6548         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6549         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6550         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6551         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6552         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6553         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6554         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6555         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6556         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6557         .dfl_cftypes = memory_files,
6558         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6559         .early_init = 0,
6560 };
6561
6562 /*
6563  * This function calculates an individual cgroup's effective
6564  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6565  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6566  * distribution in the tree.
6567  *
6568  * The following rules apply to the effective protection values:
6569  *
6570  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6571  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6572  *
6573  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6574  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6575  *    parent's effective protection.
6576  *
6577  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6578  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6579  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6580  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6581  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6582  *
6583  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6584  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6585  *    the unused remainder is available to its siblings.
6586  *
6587  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6588  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6589  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6590  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6591  *
6592  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6593  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6594  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6595  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6596  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6597  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6598  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6599  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6600  *
6601  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6602  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6603  * neighboring subtrees.
6604  */
6605 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6606                                           unsigned long parent_usage,
6607                                           unsigned long setting,
6608                                           unsigned long parent_effective,
6609                                           unsigned long siblings_protected)
6610 {
6611         unsigned long protected;
6612         unsigned long ep;
6613
6614         protected = min(usage, setting);
6615         /*
6616          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6617          * protection then what the parent affords them, distribute
6618          * shares in proportion to utilization.
6619          *
6620          * We are using actual utilization rather than the statically
6621          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6622          * but unused protection is available to siblings that would
6623          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6624          */
6625         if (siblings_protected > parent_effective)
6626                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6627
6628         /*
6629          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6630          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6631          * and utilizes is effectively protected.
6632          *
6633          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6634          * will apply pressure in proportion to that amount.
6635          *
6636          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6637          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6638          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6639          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6640          * protection is always dependent on how memory is actually
6641          * consumed among the siblings anyway.
6642          */
6643         ep = protected;
6644
6645         /*
6646          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6647          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6648          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6649          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6650          * other compete freely over the allowance, but they are
6651          * collectively protected from neighboring trees.
6652          *
6653          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6654          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6655          * the same bytes twice.
6656          *
6657          * Check both usage and parent_usage against the respective
6658          * protected values. One should imply the other, but they
6659          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6660          */
6661         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6662                 return ep;
6663         if (parent_effective > siblings_protected &&
6664             parent_usage > siblings_protected &&
6665             usage > protected) {
6666                 unsigned long unclaimed;
6667
6668                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6669                 unclaimed *= usage - protected;
6670                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6671
6672                 ep += unclaimed;
6673         }
6674
6675         return ep;
6676 }
6677
6678 /**
6679  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6680  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6681  * @memcg: the memory cgroup to check
6682  *
6683  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6684  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6685  */
6686 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6687                                      struct mem_cgroup *memcg)
6688 {
6689         unsigned long usage, parent_usage;
6690         struct mem_cgroup *parent;
6691
6692         if (mem_cgroup_disabled())
6693                 return;
6694
6695         if (!root)
6696                 root = root_mem_cgroup;
6697
6698         /*
6699          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6700          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6701          * details.
6702          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6703          * that special casing.
6704          */
6705         if (memcg == root)
6706                 return;
6707
6708         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6709         if (!usage)
6710                 return;
6711
6712         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6713         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6714         if (!parent)
6715                 return;
6716
6717         if (parent == root) {
6718                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6719                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6720                 return;
6721         }
6722
6723         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6724
6725         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6726                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6727                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6728                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6729
6730         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6731                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6732                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6733                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6734 }
6735
6736 static int charge_memcg(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
6737 {
6738         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
6739         int ret;
6740
6741         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6742         if (ret)
6743                 goto out;
6744
6745         css_get(&memcg->css);
6746         commit_charge(page, memcg);
6747
6748         local_irq_disable();
6749         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, nr_pages);
6750         memcg_check_events(memcg, page);
6751         local_irq_enable();
6752 out:
6753         return ret;
6754 }
6755
6756 /**
6757  * __mem_cgroup_charge - charge a newly allocated page to a cgroup
6758  * @page: page to charge
6759  * @mm: mm context of the victim
6760  * @gfp_mask: reclaim mode
6761  *
6762  * Try to charge @page to the memcg that @mm belongs to, reclaiming
6763  * pages according to @gfp_mask if necessary. if @mm is NULL, try to
6764  * charge to the active memcg.
6765  *
6766  * Do not use this for pages allocated for swapin.
6767  *
6768  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6769  */
6770 int __mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6771                         gfp_t gfp_mask)
6772 {
6773         struct mem_cgroup *memcg;
6774         int ret;
6775
6776         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6777         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp_mask);
6778         css_put(&memcg->css);
6779
6780         return ret;
6781 }
6782
6783 /**
6784  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6785  * @page: page to charge
6786  * @mm: mm context of the victim
6787  * @gfp: reclaim mode
6788  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6789  *
6790  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6791  * adding the page to the swapcache.
6792  *
6793  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6794  */
6795 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6796                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6797 {
6798         struct mem_cgroup *memcg;
6799         unsigned short id;
6800         int ret;
6801
6802         if (mem_cgroup_disabled())
6803                 return 0;
6804
6805         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6806         rcu_read_lock();
6807         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6808         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6809                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6810         rcu_read_unlock();
6811
6812         ret = charge_memcg(page, memcg, gfp);
6813
6814         css_put(&memcg->css);
6815         return ret;
6816 }
6817
6818 /*
6819  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6820  * @entry: swap entry for which the page is charged
6821  *
6822  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6823  *
6824  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6825  * is order 0 page.
6826  */
6827 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6828 {
6829         /*
6830          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6831          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6832          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6833          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6834          * the entire time.
6835          *
6836          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6837          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6838          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6839          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6840          */
6841         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6842                 /*
6843                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6844                  * let's not wait for it.  The page already received a
6845                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6846                  */
6847                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6848         }
6849 }
6850
6851 struct uncharge_gather {
6852         struct mem_cgroup *memcg;
6853         unsigned long nr_memory;
6854         unsigned long pgpgout;
6855         unsigned long nr_kmem;
6856         struct page *dummy_page;
6857 };
6858
6859 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6860 {
6861         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6862 }
6863
6864 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6865 {
6866         unsigned long flags;
6867
6868         if (ug->nr_memory) {
6869                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6870                 if (do_memsw_account())
6871                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6872                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6873                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6874                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6875         }
6876
6877         local_irq_save(flags);
6878         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6879         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6880         memcg_check_events(ug->memcg, ug->dummy_page);
6881         local_irq_restore(flags);
6882
6883         /* drop reference from uncharge_page */
6884         css_put(&ug->memcg->css);
6885 }
6886
6887 static void uncharge_page(struct page *page, struct uncharge_gather *ug)
6888 {
6889         unsigned long nr_pages;
6890         struct mem_cgroup *memcg;
6891         struct obj_cgroup *objcg;
6892         bool use_objcg = PageMemcgKmem(page);
6893
6894         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
6895
6896         /*
6897          * Nobody should be changing or seriously looking at
6898          * page memcg or objcg at this point, we have fully
6899          * exclusive access to the page.
6900          */
6901         if (use_objcg) {
6902                 objcg = __page_objcg(page);
6903                 /*
6904                  * This get matches the put at the end of the function and
6905                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6906                  */
6907                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6908         } else {
6909                 memcg = __page_memcg(page);
6910         }
6911
6912         if (!memcg)
6913                 return;
6914
6915         if (ug->memcg != memcg) {
6916                 if (ug->memcg) {
6917                         uncharge_batch(ug);
6918                         uncharge_gather_clear(ug);
6919                 }
6920                 ug->memcg = memcg;
6921                 ug->dummy_page = page;
6922
6923                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6924                 css_get(&memcg->css);
6925         }
6926
6927         nr_pages = compound_nr(page);
6928
6929         if (use_objcg) {
6930                 ug->nr_memory += nr_pages;
6931                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6932
6933                 page->memcg_data = 0;
6934                 obj_cgroup_put(objcg);
6935         } else {
6936                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6937                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6938                         ug->nr_memory += nr_pages;
6939                 ug->pgpgout++;
6940
6941                 page->memcg_data = 0;
6942         }
6943
6944         css_put(&memcg->css);
6945 }
6946
6947 /**
6948  * __mem_cgroup_uncharge - uncharge a page
6949  * @page: page to uncharge
6950  *
6951  * Uncharge a page previously charged with __mem_cgroup_charge().
6952  */
6953 void __mem_cgroup_uncharge(struct page *page)
6954 {
6955         struct uncharge_gather ug;
6956
6957         /* Don't touch page->lru of any random page, pre-check: */
6958         if (!page_memcg(page))
6959                 return;
6960
6961         uncharge_gather_clear(&ug);
6962         uncharge_page(page, &ug);
6963         uncharge_batch(&ug);
6964 }
6965
6966 /**
6967  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6968  * @page_list: list of pages to uncharge
6969  *
6970  * Uncharge a list of pages previously charged with
6971  * __mem_cgroup_charge().
6972  */
6973 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6974 {
6975         struct uncharge_gather ug;
6976         struct page *page;
6977
6978         uncharge_gather_clear(&ug);
6979         list_for_each_entry(page, page_list, lru)
6980                 uncharge_page(page, &ug);
6981         if (ug.memcg)
6982                 uncharge_batch(&ug);
6983 }
6984
6985 /**
6986  * mem_cgroup_migrate - charge a page's replacement
6987  * @oldpage: currently circulating page
6988  * @newpage: replacement page
6989  *
6990  * Charge @newpage as a replacement page for @oldpage. @oldpage will
6991  * be uncharged upon free.
6992  *
6993  * Both pages must be locked, @newpage->mapping must be set up.
6994  */
6995 void mem_cgroup_migrate(struct page *oldpage, struct page *newpage)
6996 {
6997         struct mem_cgroup *memcg;
6998         unsigned int nr_pages;
6999         unsigned long flags;
7000
7001         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(oldpage), oldpage);
7002         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(newpage), newpage);
7003         VM_BUG_ON_PAGE(PageAnon(oldpage) != PageAnon(newpage), newpage);
7004         VM_BUG_ON_PAGE(PageTransHuge(oldpage) != PageTransHuge(newpage),
7005                        newpage);
7006
7007         if (mem_cgroup_disabled())
7008                 return;
7009
7010         /* Page cache replacement: new page already charged? */
7011         if (page_memcg(newpage))
7012                 return;
7013
7014         memcg = page_memcg(oldpage);
7015         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, oldpage);
7016         if (!memcg)
7017                 return;
7018
7019         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7020         nr_pages = thp_nr_pages(newpage);
7021
7022         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7023                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7024                 if (do_memsw_account())
7025                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7026         }
7027
7028         css_get(&memcg->css);
7029         commit_charge(newpage, memcg);
7030
7031         local_irq_save(flags);
7032         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, newpage, nr_pages);
7033         memcg_check_events(memcg, newpage);
7034         local_irq_restore(flags);
7035 }
7036
7037 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7038 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7039
7040 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7041 {
7042         struct mem_cgroup *memcg;
7043
7044         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7045                 return;
7046
7047         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7048         if (in_interrupt())
7049                 return;
7050
7051         rcu_read_lock();
7052         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7053         if (memcg == root_mem_cgroup)
7054                 goto out;
7055         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7056                 goto out;
7057         if (css_tryget(&memcg->css))
7058                 sk->sk_memcg = memcg;
7059 out:
7060         rcu_read_unlock();
7061 }
7062
7063 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7064 {
7065         if (sk->sk_memcg)
7066                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7067 }
7068
7069 /**
7070  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7071  * @memcg: memcg to charge
7072  * @nr_pages: number of pages to charge
7073  * @gfp_mask: reclaim mode
7074  *
7075  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7076  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7077  */
7078 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7079                              gfp_t gfp_mask)
7080 {
7081         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7082                 struct page_counter *fail;
7083
7084                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7085                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7086                         return true;
7087                 }
7088                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7089                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7090                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7091                         return true;
7092                 }
7093                 return false;
7094         }
7095
7096         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7097                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7098                 return true;
7099         }
7100
7101         return false;
7102 }
7103
7104 /**
7105  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7106  * @memcg: memcg to uncharge
7107  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7108  */
7109 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7110 {
7111         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7112                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7113                 return;
7114         }
7115
7116         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7117
7118         refill_stock(memcg, nr_pages);
7119 }
7120
7121 static int __init cgroup_memory(char *s)
7122 {
7123         char *token;
7124
7125         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7126                 if (!*token)
7127                         continue;
7128                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7129                         cgroup_memory_nosocket = true;
7130                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7131                         cgroup_memory_nokmem = true;
7132         }
7133         return 1;
7134 }
7135 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7136
7137 /*
7138  * subsys_initcall() for memory controller.
7139  *
7140  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7141  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7142  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7143  * should be initialized from here.
7144  */
7145 static int __init mem_cgroup_init(void)
7146 {
7147         int cpu, node;
7148
7149         /*
7150          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7151          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7152          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7153          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7154          */
7155         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7156
7157         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7158                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7159
7160         for_each_possible_cpu(cpu)
7161                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7162                           drain_local_stock);
7163
7164         for_each_node(node) {
7165                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7166
7167                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7168                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7169
7170                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7171                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7172                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7173                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7174         }
7175
7176         return 0;
7177 }
7178 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7179
7180 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7181 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7182 {
7183         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7184                 /*
7185                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7186                  * always be >= 1.
7187                  */
7188                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7189                         VM_BUG_ON(1);
7190                         break;
7191                 }
7192                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7193                 if (!memcg)
7194                         memcg = root_mem_cgroup;
7195         }
7196         return memcg;
7197 }
7198
7199 /**
7200  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7201  * @page: page whose memsw charge to transfer
7202  * @entry: swap entry to move the charge to
7203  *
7204  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7205  */
7206 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7207 {
7208         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7209         unsigned int nr_entries;
7210         unsigned short oldid;
7211
7212         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7213         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7214
7215         if (mem_cgroup_disabled())
7216                 return;
7217
7218         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7219                 return;
7220
7221         memcg = page_memcg(page);
7222
7223         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7224         if (!memcg)
7225                 return;
7226
7227         /*
7228          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7229          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7230          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7231          */
7232         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7233         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7234         /* Get references for the tail pages, too */
7235         if (nr_entries > 1)
7236                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7237         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7238                                    nr_entries);
7239         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7240         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7241
7242         page->memcg_data = 0;
7243
7244         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7245                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7246
7247         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7248                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7249                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7250                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7251         }
7252
7253         /*
7254          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7255          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7256          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7257          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7258          */
7259         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7260         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, page, -nr_entries);
7261         memcg_check_events(memcg, page);
7262
7263         css_put(&memcg->css);
7264 }
7265
7266 /**
7267  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7268  * @page: page being added to swap
7269  * @entry: swap entry to charge
7270  *
7271  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7272  *
7273  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7274  */
7275 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7276 {
7277         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7278         struct page_counter *counter;
7279         struct mem_cgroup *memcg;
7280         unsigned short oldid;
7281
7282         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7283                 return 0;
7284
7285         memcg = page_memcg(page);
7286
7287         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7288         if (!memcg)
7289                 return 0;
7290
7291         if (!entry.val) {
7292                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7293                 return 0;
7294         }
7295
7296         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7297
7298         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7299             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7300                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7301                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7302                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7303                 return -ENOMEM;
7304         }
7305
7306         /* Get references for the tail pages, too */
7307         if (nr_pages > 1)
7308                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7309         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7310         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7311         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7312
7313         return 0;
7314 }
7315
7316 /**
7317  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7318  * @entry: swap entry to uncharge
7319  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7320  */
7321 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7322 {
7323         struct mem_cgroup *memcg;
7324         unsigned short id;
7325
7326         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7327         rcu_read_lock();
7328         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7329         if (memcg) {
7330                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7331                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7332                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7333                         else
7334                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7335                 }
7336                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7337                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7338         }
7339         rcu_read_unlock();
7340 }
7341
7342 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7343 {
7344         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7345
7346         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7347                 return nr_swap_pages;
7348         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7349                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7350                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7351                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7352         return nr_swap_pages;
7353 }
7354
7355 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7356 {
7357         struct mem_cgroup *memcg;
7358
7359         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7360
7361         if (vm_swap_full())
7362                 return true;
7363         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7364                 return false;
7365
7366         memcg = page_memcg(page);
7367         if (!memcg)
7368                 return false;
7369
7370         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7371                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7372
7373                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7374                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7375                         return true;
7376         }
7377
7378         return false;
7379 }
7380
7381 static int __init setup_swap_account(char *s)
7382 {
7383         if (!strcmp(s, "1"))
7384                 cgroup_memory_noswap = false;
7385         else if (!strcmp(s, "0"))
7386                 cgroup_memory_noswap = true;
7387         return 1;
7388 }
7389 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7390
7391 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7392                              struct cftype *cft)
7393 {
7394         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7395
7396         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7397 }
7398
7399 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7400 {
7401         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7402                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7403 }
7404
7405 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7406                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7407 {
7408         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7409         unsigned long high;
7410         int err;
7411
7412         buf = strstrip(buf);
7413         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7414         if (err)
7415                 return err;
7416
7417         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7418
7419         return nbytes;
7420 }
7421
7422 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7423 {
7424         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7425                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7426 }
7427
7428 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7429                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7430 {
7431         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7432         unsigned long max;
7433         int err;
7434
7435         buf = strstrip(buf);
7436         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7437         if (err)
7438                 return err;
7439
7440         xchg(&memcg->swap.max, max);
7441
7442         return nbytes;
7443 }
7444
7445 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7446 {
7447         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7448
7449         seq_printf(m, "high %lu\n",
7450                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7451         seq_printf(m, "max %lu\n",
7452                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7453         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7454                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7455
7456         return 0;
7457 }
7458
7459 static struct cftype swap_files[] = {
7460         {
7461                 .name = "swap.current",
7462                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7463                 .read_u64 = swap_current_read,
7464         },
7465         {
7466                 .name = "swap.high",
7467                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7468                 .seq_show = swap_high_show,
7469                 .write = swap_high_write,
7470         },
7471         {
7472                 .name = "swap.max",
7473                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7474                 .seq_show = swap_max_show,
7475                 .write = swap_max_write,
7476         },
7477         {
7478                 .name = "swap.events",
7479                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7480                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7481                 .seq_show = swap_events_show,
7482         },
7483         { }     /* terminate */
7484 };
7485
7486 static struct cftype memsw_files[] = {
7487         {
7488                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7489                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7490                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7491         },
7492         {
7493                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7494                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7495                 .write = mem_cgroup_reset,
7496                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7497         },
7498         {
7499                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7500                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7501                 .write = mem_cgroup_write,
7502                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7503         },
7504         {
7505                 .name = "memsw.failcnt",
7506                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7507                 .write = mem_cgroup_reset,
7508                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7509         },
7510         { },    /* terminate */
7511 };
7512
7513 /*
7514  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7515  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7516  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7517  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7518  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7519  */
7520 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7521 {
7522         /* No memory control -> no swap control */
7523         if (mem_cgroup_disabled())
7524                 cgroup_memory_noswap = true;
7525
7526         if (cgroup_memory_noswap)
7527                 return 0;
7528
7529         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7530         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7531
7532         return 0;
7533 }
7534 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7535
7536 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */