mm/page_counter: remove an incorrect call to propagate_protected_usage()
[linux-2.6-block.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 static bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
88
89 /* Whether the swap controller is active */
90 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
91 bool cgroup_memory_noswap __ro_after_init;
92 #else
93 #define cgroup_memory_noswap            1
94 #endif
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_noswap;
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _OOM_TYPE,
212         _KMEM,
213         _TCP,
214 };
215
216 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
217 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
218 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
219 /* Used for OOM notifier */
220 #define OOM_CONTROL             (0)
221
222 /*
223  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
224  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
225  * be used for reference counting.
226  */
227 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
228         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
229              iter != NULL;                              \
230              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
231
232 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
233         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
234              iter != NULL;                              \
235              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
236
237 static inline bool task_is_dying(void)
238 {
239         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
240                 (current->flags & PF_EXITING);
241 }
242
243 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
244 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
245 {
246         if (!memcg)
247                 memcg = root_mem_cgroup;
248         return &memcg->vmpressure;
249 }
250
251 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
252 {
253         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
254 }
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 extern spinlock_t css_set_lock;
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&css_set_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&css_set_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&css_set_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&css_set_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * This will be used as a shrinker list's index.
352  * The main reason for not using cgroup id for this:
353  *  this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
354  *  but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
355  *  memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
356  *  200 entry array for that.
357  *
358  * The current size of the caches array is stored in memcg_nr_cache_ids. It
359  * will double each time we have to increase it.
360  */
361 static DEFINE_IDA(memcg_cache_ida);
362 int memcg_nr_cache_ids;
363
364 /* Protects memcg_nr_cache_ids */
365 static DECLARE_RWSEM(memcg_cache_ids_sem);
366
367 void memcg_get_cache_ids(void)
368 {
369         down_read(&memcg_cache_ids_sem);
370 }
371
372 void memcg_put_cache_ids(void)
373 {
374         up_read(&memcg_cache_ids_sem);
375 }
376
377 /*
378  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
379  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
380  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
381  * tunable, but that is strictly not necessary.
382  *
383  * MAX_SIZE should be as large as the number of cgrp_ids. Ideally, we could get
384  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
385  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
386  * cgrp_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
387  * increase ours as well if it increases.
388  */
389 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
390 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE MEM_CGROUP_ID_MAX
391
392 /*
393  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
394  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
395  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
396  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
397  */
398 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_enabled_key);
399 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
400 #endif
401
402 /**
403  * mem_cgroup_css_from_page - css of the memcg associated with a page
404  * @page: page of interest
405  *
406  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
407  * with @page is returned.  The returned css remains associated with @page
408  * until it is released.
409  *
410  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
411  * is returned.
412  */
413 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_page(struct page *page)
414 {
415         struct mem_cgroup *memcg;
416
417         memcg = page_memcg(page);
418
419         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
420                 memcg = root_mem_cgroup;
421
422         return &memcg->css;
423 }
424
425 /**
426  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
427  * @page: the page
428  *
429  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
430  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
431  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
432  *
433  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
434  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
435  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
436  * do not care (such as procfs interfaces).
437  */
438 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
439 {
440         struct mem_cgroup *memcg;
441         unsigned long ino = 0;
442
443         rcu_read_lock();
444         memcg = page_memcg_check(page);
445
446         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
447                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
448         if (memcg)
449                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
450         rcu_read_unlock();
451         return ino;
452 }
453
454 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
455                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
456                                          unsigned long new_usage_in_excess)
457 {
458         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
459         struct rb_node *parent = NULL;
460         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
461         bool rightmost = true;
462
463         if (mz->on_tree)
464                 return;
465
466         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
467         if (!mz->usage_in_excess)
468                 return;
469         while (*p) {
470                 parent = *p;
471                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
472                                         tree_node);
473                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
474                         p = &(*p)->rb_left;
475                         rightmost = false;
476                 } else {
477                         p = &(*p)->rb_right;
478                 }
479         }
480
481         if (rightmost)
482                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
483
484         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
485         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
486         mz->on_tree = true;
487 }
488
489 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
490                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
491 {
492         if (!mz->on_tree)
493                 return;
494
495         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
496                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
497
498         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
499         mz->on_tree = false;
500 }
501
502 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
503                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
504 {
505         unsigned long flags;
506
507         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
508         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
509         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
510 }
511
512 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
513 {
514         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
515         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
516         unsigned long excess = 0;
517
518         if (nr_pages > soft_limit)
519                 excess = nr_pages - soft_limit;
520
521         return excess;
522 }
523
524 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
525 {
526         unsigned long excess;
527         struct mem_cgroup_per_node *mz;
528         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
529
530         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
531         if (!mctz)
532                 return;
533         /*
534          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
535          * because their event counter is not touched.
536          */
537         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
538                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
539                 excess = soft_limit_excess(memcg);
540                 /*
541                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
542                  * mem is over its softlimit.
543                  */
544                 if (excess || mz->on_tree) {
545                         unsigned long flags;
546
547                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
548                         /* if on-tree, remove it */
549                         if (mz->on_tree)
550                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
551                         /*
552                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
553                          * If excess is 0, no tree ops.
554                          */
555                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
556                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
557                 }
558         }
559 }
560
561 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
562 {
563         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
564         struct mem_cgroup_per_node *mz;
565         int nid;
566
567         for_each_node(nid) {
568                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
569                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
570                 if (mctz)
571                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
572         }
573 }
574
575 static struct mem_cgroup_per_node *
576 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
577 {
578         struct mem_cgroup_per_node *mz;
579
580 retry:
581         mz = NULL;
582         if (!mctz->rb_rightmost)
583                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
584
585         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
586                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
587         /*
588          * Remove the node now but someone else can add it back,
589          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
590          * position in the tree.
591          */
592         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
593         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
594             !css_tryget(&mz->memcg->css))
595                 goto retry;
596 done:
597         return mz;
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_node *
601 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
602 {
603         struct mem_cgroup_per_node *mz;
604
605         spin_lock_irq(&mctz->lock);
606         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
607         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
608         return mz;
609 }
610
611 /*
612  * memcg and lruvec stats flushing
613  *
614  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
615  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
616  * flushing the kernel does:
617  *
618  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
619  *    rstat update tree grow unbounded.
620  *
621  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
622  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
623  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
624  *    only for 2 seconds due to (1).
625  */
626 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
627 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
628 static DEFINE_SPINLOCK(stats_flush_lock);
629 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, stats_updates);
630 static atomic_t stats_flush_threshold = ATOMIC_INIT(0);
631
632 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg)
633 {
634         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, smp_processor_id());
635         if (!(__this_cpu_inc_return(stats_updates) % MEMCG_CHARGE_BATCH))
636                 atomic_inc(&stats_flush_threshold);
637 }
638
639 static void __mem_cgroup_flush_stats(void)
640 {
641         unsigned long flag;
642
643         if (!spin_trylock_irqsave(&stats_flush_lock, flag))
644                 return;
645
646         cgroup_rstat_flush_irqsafe(root_mem_cgroup->css.cgroup);
647         atomic_set(&stats_flush_threshold, 0);
648         spin_unlock_irqrestore(&stats_flush_lock, flag);
649 }
650
651 void mem_cgroup_flush_stats(void)
652 {
653         if (atomic_read(&stats_flush_threshold) > num_online_cpus())
654                 __mem_cgroup_flush_stats();
655 }
656
657 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
658 {
659         mem_cgroup_flush_stats();
660         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, 2UL*HZ);
661 }
662
663 /**
664  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
665  * @memcg: the memory cgroup
666  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
667  * @val: delta to add to the counter, can be negative
668  */
669 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
670 {
671         if (mem_cgroup_disabled())
672                 return;
673
674         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
675         memcg_rstat_updated(memcg);
676 }
677
678 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
679 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
680 {
681         long x = 0;
682         int cpu;
683
684         for_each_possible_cpu(cpu)
685                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->state[idx], cpu);
686 #ifdef CONFIG_SMP
687         if (x < 0)
688                 x = 0;
689 #endif
690         return x;
691 }
692
693 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
694                               int val)
695 {
696         struct mem_cgroup_per_node *pn;
697         struct mem_cgroup *memcg;
698
699         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
700         memcg = pn->memcg;
701
702         /* Update memcg */
703         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
704
705         /* Update lruvec */
706         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
707
708         memcg_rstat_updated(memcg);
709 }
710
711 /**
712  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
713  * @lruvec: the lruvec
714  * @idx: the stat item
715  * @val: delta to add to the counter, can be negative
716  *
717  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
718  * function updates the all three counters that are affected by a
719  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
720  */
721 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
722                         int val)
723 {
724         /* Update node */
725         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
726
727         /* Update memcg and lruvec */
728         if (!mem_cgroup_disabled())
729                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
730 }
731
732 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
733                              int val)
734 {
735         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
736         struct mem_cgroup *memcg;
737         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
738         struct lruvec *lruvec;
739
740         rcu_read_lock();
741         memcg = page_memcg(head);
742         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
743         if (!memcg) {
744                 rcu_read_unlock();
745                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
746                 return;
747         }
748
749         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
750         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
751         rcu_read_unlock();
752 }
753 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
754
755 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
756 {
757         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
758         struct mem_cgroup *memcg;
759         struct lruvec *lruvec;
760
761         rcu_read_lock();
762         memcg = mem_cgroup_from_obj(p);
763
764         /*
765          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
766          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
767          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
768          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
769          */
770         if (!memcg) {
771                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
772         } else {
773                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
774                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
775         }
776         rcu_read_unlock();
777 }
778
779 /**
780  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
781  * @memcg: the memory cgroup
782  * @idx: the event item
783  * @count: the number of events that occurred
784  */
785 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
786                           unsigned long count)
787 {
788         if (mem_cgroup_disabled())
789                 return;
790
791         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[idx], count);
792         memcg_rstat_updated(memcg);
793 }
794
795 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
796 {
797         return READ_ONCE(memcg->vmstats.events[event]);
798 }
799
800 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
801 {
802         long x = 0;
803         int cpu;
804
805         for_each_possible_cpu(cpu)
806                 x += per_cpu(memcg->vmstats_percpu->events[event], cpu);
807         return x;
808 }
809
810 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
811                                          int nr_pages)
812 {
813         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
814         if (nr_pages > 0)
815                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
816         else {
817                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
818                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
819         }
820
821         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
822 }
823
824 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
825                                        enum mem_cgroup_events_target target)
826 {
827         unsigned long val, next;
828
829         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
830         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
831         /* from time_after() in jiffies.h */
832         if ((long)(next - val) < 0) {
833                 switch (target) {
834                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
835                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
836                         break;
837                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
838                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
839                         break;
840                 default:
841                         break;
842                 }
843                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
844                 return true;
845         }
846         return false;
847 }
848
849 /*
850  * Check events in order.
851  *
852  */
853 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
854 {
855         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
856         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
857                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
858                 bool do_softlimit;
859
860                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
861                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
862                 mem_cgroup_threshold(memcg);
863                 if (unlikely(do_softlimit))
864                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
865         }
866 }
867
868 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
869 {
870         /*
871          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
872          * if it races with swapoff, page migration, etc.
873          * So this can be called with p == NULL.
874          */
875         if (unlikely(!p))
876                 return NULL;
877
878         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
879 }
880 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
881
882 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
883 {
884         if (!in_task())
885                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
886         else
887                 return current->active_memcg;
888 }
889
890 /**
891  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
892  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
893  *
894  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
895  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
896  * 1) The active memcg, if set.
897  * 2) current->mm->memcg, if available
898  * 3) root memcg
899  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
900  */
901 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
902 {
903         struct mem_cgroup *memcg;
904
905         if (mem_cgroup_disabled())
906                 return NULL;
907
908         /*
909          * Page cache insertions can happen without an
910          * actual mm context, e.g. during disk probing
911          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
912          *
913          * No need to css_get on root memcg as the reference
914          * counting is disabled on the root level in the
915          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
916          */
917         if (unlikely(!mm)) {
918                 memcg = active_memcg();
919                 if (unlikely(memcg)) {
920                         /* remote memcg must hold a ref */
921                         css_get(&memcg->css);
922                         return memcg;
923                 }
924                 mm = current->mm;
925                 if (unlikely(!mm))
926                         return root_mem_cgroup;
927         }
928
929         rcu_read_lock();
930         do {
931                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
932                 if (unlikely(!memcg))
933                         memcg = root_mem_cgroup;
934         } while (!css_tryget(&memcg->css));
935         rcu_read_unlock();
936         return memcg;
937 }
938 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
939
940 static __always_inline bool memcg_kmem_bypass(void)
941 {
942         /* Allow remote memcg charging from any context. */
943         if (unlikely(active_memcg()))
944                 return false;
945
946         /* Memcg to charge can't be determined. */
947         if (!in_task() || !current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
948                 return true;
949
950         return false;
951 }
952
953 /**
954  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
955  * @root: hierarchy root
956  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
957  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
958  *
959  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
960  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
961  *
962  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
963  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
964  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
965  *
966  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
967  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
968  * same node.
969  */
970 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
971                                    struct mem_cgroup *prev,
972                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
973 {
974         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
975         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
976         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
977         struct mem_cgroup *pos = NULL;
978
979         if (mem_cgroup_disabled())
980                 return NULL;
981
982         if (!root)
983                 root = root_mem_cgroup;
984
985         if (prev && !reclaim)
986                 pos = prev;
987
988         rcu_read_lock();
989
990         if (reclaim) {
991                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
992
993                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
994                 iter = &mz->iter;
995
996                 if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
997                         goto out_unlock;
998
999                 while (1) {
1000                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1001                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1002                                 break;
1003                         /*
1004                          * css reference reached zero, so iter->position will
1005                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1006                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1007                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1008                          * might block it. So we clear iter->position right
1009                          * away.
1010                          */
1011                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1012                 }
1013         }
1014
1015         if (pos)
1016                 css = &pos->css;
1017
1018         for (;;) {
1019                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1020                 if (!css) {
1021                         /*
1022                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1023                          * new one might jump in right at the end of
1024                          * the hierarchy - make sure they see at least
1025                          * one group and restart from the beginning.
1026                          */
1027                         if (!prev)
1028                                 continue;
1029                         break;
1030                 }
1031
1032                 /*
1033                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1034                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1035                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1036                  */
1037                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1038
1039                 if (css == &root->css)
1040                         break;
1041
1042                 if (css_tryget(css))
1043                         break;
1044
1045                 memcg = NULL;
1046         }
1047
1048         if (reclaim) {
1049                 /*
1050                  * The position could have already been updated by a competing
1051                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1052                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1053                  */
1054                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1055
1056                 if (pos)
1057                         css_put(&pos->css);
1058
1059                 if (!memcg)
1060                         iter->generation++;
1061                 else if (!prev)
1062                         reclaim->generation = iter->generation;
1063         }
1064
1065 out_unlock:
1066         rcu_read_unlock();
1067         if (prev && prev != root)
1068                 css_put(&prev->css);
1069
1070         return memcg;
1071 }
1072
1073 /**
1074  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1075  * @root: hierarchy root
1076  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1077  */
1078 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1079                            struct mem_cgroup *prev)
1080 {
1081         if (!root)
1082                 root = root_mem_cgroup;
1083         if (prev && prev != root)
1084                 css_put(&prev->css);
1085 }
1086
1087 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1088                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1089 {
1090         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1091         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1092         int nid;
1093
1094         for_each_node(nid) {
1095                 mz = from->nodeinfo[nid];
1096                 iter = &mz->iter;
1097                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1098         }
1099 }
1100
1101 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1102 {
1103         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1104         struct mem_cgroup *last;
1105
1106         do {
1107                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1108                 last = memcg;
1109         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1110
1111         /*
1112          * When cgruop1 non-hierarchy mode is used,
1113          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1114          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1115          * dead_memcg from cgroup root separately.
1116          */
1117         if (last != root_mem_cgroup)
1118                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1119                                                 dead_memcg);
1120 }
1121
1122 /**
1123  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1124  * @memcg: hierarchy root
1125  * @fn: function to call for each task
1126  * @arg: argument passed to @fn
1127  *
1128  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1129  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1130  * value, the function breaks the iteration loop and returns the value.
1131  * Otherwise, it will iterate over all tasks and return 0.
1132  *
1133  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1134  */
1135 int mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1136                           int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1137 {
1138         struct mem_cgroup *iter;
1139         int ret = 0;
1140
1141         BUG_ON(memcg == root_mem_cgroup);
1142
1143         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1144                 struct css_task_iter it;
1145                 struct task_struct *task;
1146
1147                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1148                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1149                         ret = fn(task, arg);
1150                 css_task_iter_end(&it);
1151                 if (ret) {
1152                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1153                         break;
1154                 }
1155         }
1156         return ret;
1157 }
1158
1159 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1160 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1161 {
1162         struct mem_cgroup *memcg;
1163
1164         if (mem_cgroup_disabled())
1165                 return;
1166
1167         memcg = folio_memcg(folio);
1168
1169         if (!memcg)
1170                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != root_mem_cgroup, folio);
1171         else
1172                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1173 }
1174 #endif
1175
1176 /**
1177  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1178  * @folio: Pointer to the folio.
1179  *
1180  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1181  * - folio locked
1182  * - folio_test_lru false
1183  * - folio_memcg_lock()
1184  * - folio frozen (refcount of 0)
1185  *
1186  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1187  */
1188 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1189 {
1190         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1191
1192         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1193         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1194
1195         return lruvec;
1196 }
1197
1198 /**
1199  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1200  * @folio: Pointer to the folio.
1201  *
1202  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1203  * - folio locked
1204  * - folio_test_lru false
1205  * - folio_memcg_lock()
1206  * - folio frozen (refcount of 0)
1207  *
1208  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1209  * disabled.
1210  */
1211 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1212 {
1213         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1214
1215         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1216         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1217
1218         return lruvec;
1219 }
1220
1221 /**
1222  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1223  * @folio: Pointer to the folio.
1224  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1225  *
1226  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1227  * - folio locked
1228  * - folio_test_lru false
1229  * - folio_memcg_lock()
1230  * - folio frozen (refcount of 0)
1231  *
1232  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1233  * disabled.
1234  */
1235 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1236                 unsigned long *flags)
1237 {
1238         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1239
1240         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1241         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1242
1243         return lruvec;
1244 }
1245
1246 /**
1247  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1248  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1249  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1250  * @zid: zone id of the accounted pages
1251  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1252  *
1253  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1254  * to or just after a page is removed from an lru list (that ordering being
1255  * so as to allow it to check that lru_size 0 is consistent with list_empty).
1256  */
1257 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1258                                 int zid, int nr_pages)
1259 {
1260         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1261         unsigned long *lru_size;
1262         long size;
1263
1264         if (mem_cgroup_disabled())
1265                 return;
1266
1267         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1268         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1269
1270         if (nr_pages < 0)
1271                 *lru_size += nr_pages;
1272
1273         size = *lru_size;
1274         if (WARN_ONCE(size < 0,
1275                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1276                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1277                 VM_BUG_ON(1);
1278                 *lru_size = 0;
1279         }
1280
1281         if (nr_pages > 0)
1282                 *lru_size += nr_pages;
1283 }
1284
1285 /**
1286  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1287  * @memcg: the memory cgroup
1288  *
1289  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1290  * pages.
1291  */
1292 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1293 {
1294         unsigned long margin = 0;
1295         unsigned long count;
1296         unsigned long limit;
1297
1298         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1299         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1300         if (count < limit)
1301                 margin = limit - count;
1302
1303         if (do_memsw_account()) {
1304                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1305                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1306                 if (count < limit)
1307                         margin = min(margin, limit - count);
1308                 else
1309                         margin = 0;
1310         }
1311
1312         return margin;
1313 }
1314
1315 /*
1316  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1317  *
1318  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1319  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1320  * caused by "move".
1321  */
1322 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1323 {
1324         struct mem_cgroup *from;
1325         struct mem_cgroup *to;
1326         bool ret = false;
1327         /*
1328          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1329          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1330          */
1331         spin_lock(&mc.lock);
1332         from = mc.from;
1333         to = mc.to;
1334         if (!from)
1335                 goto unlock;
1336
1337         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1338                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1339 unlock:
1340         spin_unlock(&mc.lock);
1341         return ret;
1342 }
1343
1344 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1347                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1348                         DEFINE_WAIT(wait);
1349                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1350                         /* moving charge context might have finished. */
1351                         if (mc.moving_task)
1352                                 schedule();
1353                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1354                         return true;
1355                 }
1356         }
1357         return false;
1358 }
1359
1360 struct memory_stat {
1361         const char *name;
1362         unsigned int idx;
1363 };
1364
1365 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1366         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1367         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1368         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1369         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1370         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1371         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1372         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1373         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1374         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1375         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1376 #ifdef CONFIG_SWAP
1377         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1378 #endif
1379 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1380         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1381         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1382         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1383 #endif
1384         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1385         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1386         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1387         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1388         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1389         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1390         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1391
1392         /* The memory events */
1393         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1394         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1395         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1396         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1397         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1398         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1399         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1400 };
1401
1402 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1403 static int memcg_page_state_unit(int item)
1404 {
1405         switch (item) {
1406         case MEMCG_PERCPU_B:
1407         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1408         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1409         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1410         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1411         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1412         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1413         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1414         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1415         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1416                 return 1;
1417         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1418                 return SZ_1K;
1419         default:
1420                 return PAGE_SIZE;
1421         }
1422 }
1423
1424 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1425                                                     int item)
1426 {
1427         return memcg_page_state(memcg, item) * memcg_page_state_unit(item);
1428 }
1429
1430 static char *memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg)
1431 {
1432         struct seq_buf s;
1433         int i;
1434
1435         seq_buf_init(&s, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
1436         if (!s.buffer)
1437                 return NULL;
1438
1439         /*
1440          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1441          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1442          *
1443          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1444          * 1) generic big picture -> specifics and details
1445          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1446          *
1447          * Current memory state:
1448          */
1449         mem_cgroup_flush_stats();
1450
1451         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1452                 u64 size;
1453
1454                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1455                 seq_buf_printf(&s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1456
1457                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1458                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1459                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1460                         seq_buf_printf(&s, "slab %llu\n", size);
1461                 }
1462         }
1463
1464         /* Accumulated memory events */
1465
1466         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGFAULT),
1467                        memcg_events(memcg, PGFAULT));
1468         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGMAJFAULT),
1469                        memcg_events(memcg, PGMAJFAULT));
1470         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n",  vm_event_name(PGREFILL),
1471                        memcg_events(memcg, PGREFILL));
1472         seq_buf_printf(&s, "pgscan %lu\n",
1473                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1474                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT));
1475         seq_buf_printf(&s, "pgsteal %lu\n",
1476                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1477                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT));
1478         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGACTIVATE),
1479                        memcg_events(memcg, PGACTIVATE));
1480         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGDEACTIVATE),
1481                        memcg_events(memcg, PGDEACTIVATE));
1482         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREE),
1483                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREE));
1484         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(PGLAZYFREED),
1485                        memcg_events(memcg, PGLAZYFREED));
1486
1487 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1488         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_FAULT_ALLOC),
1489                        memcg_events(memcg, THP_FAULT_ALLOC));
1490         seq_buf_printf(&s, "%s %lu\n", vm_event_name(THP_COLLAPSE_ALLOC),
1491                        memcg_events(memcg, THP_COLLAPSE_ALLOC));
1492 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
1493
1494         /* The above should easily fit into one page */
1495         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(&s));
1496
1497         return s.buffer;
1498 }
1499
1500 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1501 /**
1502  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1503  * memory controller.
1504  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1505  * @p: Task that is going to be killed
1506  *
1507  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1508  * enabled
1509  */
1510 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1511 {
1512         rcu_read_lock();
1513
1514         if (memcg) {
1515                 pr_cont(",oom_memcg=");
1516                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1517         } else
1518                 pr_cont(",global_oom");
1519         if (p) {
1520                 pr_cont(",task_memcg=");
1521                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1522         }
1523         rcu_read_unlock();
1524 }
1525
1526 /**
1527  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1528  * memory controller.
1529  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1530  */
1531 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1532 {
1533         char *buf;
1534
1535         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1536                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1537                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1538         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1539                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1540                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1541                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1542         else {
1543                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1544                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1545                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1546                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1547                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1548                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1549         }
1550
1551         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1552         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1553         pr_cont(":");
1554         buf = memory_stat_format(memcg);
1555         if (!buf)
1556                 return;
1557         pr_info("%s", buf);
1558         kfree(buf);
1559 }
1560
1561 /*
1562  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1563  */
1564 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1565 {
1566         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1567
1568         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
1569                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1570                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1571                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1572         } else { /* v1 */
1573                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1574                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1575                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1576
1577                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1578                 }
1579         }
1580         return max;
1581 }
1582
1583 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1584 {
1585         return page_counter_read(&memcg->memory);
1586 }
1587
1588 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1589                                      int order)
1590 {
1591         struct oom_control oc = {
1592                 .zonelist = NULL,
1593                 .nodemask = NULL,
1594                 .memcg = memcg,
1595                 .gfp_mask = gfp_mask,
1596                 .order = order,
1597         };
1598         bool ret = true;
1599
1600         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1601                 return true;
1602
1603         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1604                 goto unlock;
1605
1606         /*
1607          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1608          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1609          */
1610         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1611
1612 unlock:
1613         mutex_unlock(&oom_lock);
1614         return ret;
1615 }
1616
1617 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1618                                    pg_data_t *pgdat,
1619                                    gfp_t gfp_mask,
1620                                    unsigned long *total_scanned)
1621 {
1622         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1623         int total = 0;
1624         int loop = 0;
1625         unsigned long excess;
1626         unsigned long nr_scanned;
1627         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1628                 .pgdat = pgdat,
1629         };
1630
1631         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1632
1633         while (1) {
1634                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1635                 if (!victim) {
1636                         loop++;
1637                         if (loop >= 2) {
1638                                 /*
1639                                  * If we have not been able to reclaim
1640                                  * anything, it might because there are
1641                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1642                                  */
1643                                 if (!total)
1644                                         break;
1645                                 /*
1646                                  * We want to do more targeted reclaim.
1647                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1648                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1649                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1650                                  */
1651                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1652                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1653                                         break;
1654                         }
1655                         continue;
1656                 }
1657                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1658                                         pgdat, &nr_scanned);
1659                 *total_scanned += nr_scanned;
1660                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1661                         break;
1662         }
1663         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1664         return total;
1665 }
1666
1667 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1668 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1669         .name = "memcg_oom_lock",
1670 };
1671 #endif
1672
1673 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1674
1675 /*
1676  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1677  * If someone is running, return false.
1678  */
1679 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1680 {
1681         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1682
1683         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1684
1685         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1686                 if (iter->oom_lock) {
1687                         /*
1688                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1689                          * so we cannot give a lock.
1690                          */
1691                         failed = iter;
1692                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1693                         break;
1694                 } else
1695                         iter->oom_lock = true;
1696         }
1697
1698         if (failed) {
1699                 /*
1700                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1701                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1702                  */
1703                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1704                         if (iter == failed) {
1705                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1706                                 break;
1707                         }
1708                         iter->oom_lock = false;
1709                 }
1710         } else
1711                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1712
1713         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1714
1715         return !failed;
1716 }
1717
1718 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1719 {
1720         struct mem_cgroup *iter;
1721
1722         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1723         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1724         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1725                 iter->oom_lock = false;
1726         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1727 }
1728
1729 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1730 {
1731         struct mem_cgroup *iter;
1732
1733         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1734         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1735                 iter->under_oom++;
1736         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1737 }
1738
1739 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         struct mem_cgroup *iter;
1742
1743         /*
1744          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1745          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1746          */
1747         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1748         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1749                 if (iter->under_oom > 0)
1750                         iter->under_oom--;
1751         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1752 }
1753
1754 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1755
1756 struct oom_wait_info {
1757         struct mem_cgroup *memcg;
1758         wait_queue_entry_t      wait;
1759 };
1760
1761 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1762         unsigned mode, int sync, void *arg)
1763 {
1764         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1765         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1766         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1767
1768         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1769         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1770
1771         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1772             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1773                 return 0;
1774         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1775 }
1776
1777 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1778 {
1779         /*
1780          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1781          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1782          * this function is called as a result of userland actions
1783          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1784          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1785          * triggering notification.
1786          */
1787         if (memcg && memcg->under_oom)
1788                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1789 }
1790
1791 enum oom_status {
1792         OOM_SUCCESS,
1793         OOM_FAILED,
1794         OOM_ASYNC,
1795         OOM_SKIPPED
1796 };
1797
1798 static enum oom_status mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1799 {
1800         enum oom_status ret;
1801         bool locked;
1802
1803         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
1804                 return OOM_SKIPPED;
1805
1806         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
1807
1808         /*
1809          * We are in the middle of the charge context here, so we
1810          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
1811          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
1812          *
1813          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
1814          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
1815          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
1816          * released.
1817          *
1818          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
1819          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
1820          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
1821          * invoke the oom killer here.
1822          *
1823          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
1824          * victim and then we have to bail out from the charge path.
1825          */
1826         if (memcg->oom_kill_disable) {
1827                 if (!current->in_user_fault)
1828                         return OOM_SKIPPED;
1829                 css_get(&memcg->css);
1830                 current->memcg_in_oom = memcg;
1831                 current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
1832                 current->memcg_oom_order = order;
1833
1834                 return OOM_ASYNC;
1835         }
1836
1837         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1838
1839         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1840
1841         if (locked)
1842                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1843
1844         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1845         if (mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order))
1846                 ret = OOM_SUCCESS;
1847         else
1848                 ret = OOM_FAILED;
1849
1850         if (locked)
1851                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1852
1853         return ret;
1854 }
1855
1856 /**
1857  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
1858  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
1859  *
1860  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
1861  * handler was enabled.
1862  *
1863  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
1864  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
1865  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
1866  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
1867  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
1868  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
1869  *
1870  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
1871  * completed, %false otherwise.
1872  */
1873 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
1874 {
1875         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
1876         struct oom_wait_info owait;
1877         bool locked;
1878
1879         /* OOM is global, do not handle */
1880         if (!memcg)
1881                 return false;
1882
1883         if (!handle)
1884                 goto cleanup;
1885
1886         owait.memcg = memcg;
1887         owait.wait.flags = 0;
1888         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1889         owait.wait.private = current;
1890         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
1891
1892         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1893         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1894
1895         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
1896
1897         if (locked)
1898                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1899
1900         if (locked && !memcg->oom_kill_disable) {
1901                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1902                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1903                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, current->memcg_oom_gfp_mask,
1904                                          current->memcg_oom_order);
1905         } else {
1906                 schedule();
1907                 mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1908                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1909         }
1910
1911         if (locked) {
1912                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1913                 /*
1914                  * There is no guarantee that an OOM-lock contender
1915                  * sees the wakeups triggered by the OOM kill
1916                  * uncharges.  Wake any sleepers explicitly.
1917                  */
1918                 memcg_oom_recover(memcg);
1919         }
1920 cleanup:
1921         current->memcg_in_oom = NULL;
1922         css_put(&memcg->css);
1923         return true;
1924 }
1925
1926 /**
1927  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
1928  * @victim: task to be killed by the OOM killer
1929  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
1930  *
1931  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
1932  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
1933  *
1934  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
1935  */
1936 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
1937                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
1938 {
1939         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
1940         struct mem_cgroup *memcg;
1941
1942         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1943                 return NULL;
1944
1945         if (!oom_domain)
1946                 oom_domain = root_mem_cgroup;
1947
1948         rcu_read_lock();
1949
1950         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
1951         if (memcg == root_mem_cgroup)
1952                 goto out;
1953
1954         /*
1955          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
1956          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
1957          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
1958          */
1959         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
1960                 goto out;
1961
1962         /*
1963          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
1964          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
1965          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
1966          */
1967         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
1968                 if (memcg->oom_group)
1969                         oom_group = memcg;
1970
1971                 if (memcg == oom_domain)
1972                         break;
1973         }
1974
1975         if (oom_group)
1976                 css_get(&oom_group->css);
1977 out:
1978         rcu_read_unlock();
1979
1980         return oom_group;
1981 }
1982
1983 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
1984 {
1985         pr_info("Tasks in ");
1986         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1987         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
1988 }
1989
1990 /**
1991  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
1992  * @folio: The folio.
1993  *
1994  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
1995  * another cgroup.
1996  *
1997  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
1998  * for the lifetime of the folio.
1999  */
2000 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2001 {
2002         struct mem_cgroup *memcg;
2003         unsigned long flags;
2004
2005         /*
2006          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2007          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2008          * because page moving starts with an RCU grace period.
2009          */
2010         rcu_read_lock();
2011
2012         if (mem_cgroup_disabled())
2013                 return;
2014 again:
2015         memcg = folio_memcg(folio);
2016         if (unlikely(!memcg))
2017                 return;
2018
2019 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2020         local_irq_save(flags);
2021         might_lock(&memcg->move_lock);
2022         local_irq_restore(flags);
2023 #endif
2024
2025         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2026                 return;
2027
2028         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2029         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2030                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2031                 goto again;
2032         }
2033
2034         /*
2035          * When charge migration first begins, we can have multiple
2036          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2037          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2038          * move_lock for unlock_page_memcg().
2039          */
2040         memcg->move_lock_task = current;
2041         memcg->move_lock_flags = flags;
2042 }
2043
2044 void lock_page_memcg(struct page *page)
2045 {
2046         folio_memcg_lock(page_folio(page));
2047 }
2048
2049 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2050 {
2051         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2052                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2053
2054                 memcg->move_lock_task = NULL;
2055                 memcg->move_lock_flags = 0;
2056
2057                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2058         }
2059
2060         rcu_read_unlock();
2061 }
2062
2063 /**
2064  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2065  * @folio: The folio.
2066  *
2067  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2068  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2069  * permit others to change it.
2070  */
2071 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2072 {
2073         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2074 }
2075
2076 void unlock_page_memcg(struct page *page)
2077 {
2078         folio_memcg_unlock(page_folio(page));
2079 }
2080
2081 struct obj_stock {
2082 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2083         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2084         struct pglist_data *cached_pgdat;
2085         unsigned int nr_bytes;
2086         int nr_slab_reclaimable_b;
2087         int nr_slab_unreclaimable_b;
2088 #else
2089         int dummy[0];
2090 #endif
2091 };
2092
2093 struct memcg_stock_pcp {
2094         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2095         unsigned int nr_pages;
2096         struct obj_stock task_obj;
2097         struct obj_stock irq_obj;
2098
2099         struct work_struct work;
2100         unsigned long flags;
2101 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2102 };
2103 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2104 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2105
2106 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2107 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock);
2108 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2109                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2110
2111 #else
2112 static inline void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
2113 {
2114 }
2115 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2116                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2117 {
2118         return false;
2119 }
2120 #endif
2121
2122 /**
2123  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2124  * @memcg: memcg to consume from.
2125  * @nr_pages: how many pages to charge.
2126  *
2127  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2128  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2129  * service an allocation will refill the stock.
2130  *
2131  * returns true if successful, false otherwise.
2132  */
2133 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2134 {
2135         struct memcg_stock_pcp *stock;
2136         unsigned long flags;
2137         bool ret = false;
2138
2139         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2140                 return ret;
2141
2142         local_irq_save(flags);
2143
2144         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2145         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2146                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2147                 ret = true;
2148         }
2149
2150         local_irq_restore(flags);
2151
2152         return ret;
2153 }
2154
2155 /*
2156  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2157  */
2158 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2159 {
2160         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2161
2162         if (!old)
2163                 return;
2164
2165         if (stock->nr_pages) {
2166                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2167                 if (do_memsw_account())
2168                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2169                 stock->nr_pages = 0;
2170         }
2171
2172         css_put(&old->css);
2173         stock->cached = NULL;
2174 }
2175
2176 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2177 {
2178         struct memcg_stock_pcp *stock;
2179         unsigned long flags;
2180
2181         /*
2182          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2183          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2184          * here with IRQ disabled
2185          */
2186         local_irq_save(flags);
2187
2188         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2189         drain_obj_stock(&stock->irq_obj);
2190         if (in_task())
2191                 drain_obj_stock(&stock->task_obj);
2192         drain_stock(stock);
2193         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2194
2195         local_irq_restore(flags);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2200  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2201  */
2202 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2203 {
2204         struct memcg_stock_pcp *stock;
2205         unsigned long flags;
2206
2207         local_irq_save(flags);
2208
2209         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2210         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2211                 drain_stock(stock);
2212                 css_get(&memcg->css);
2213                 stock->cached = memcg;
2214         }
2215         stock->nr_pages += nr_pages;
2216
2217         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2218                 drain_stock(stock);
2219
2220         local_irq_restore(flags);
2221 }
2222
2223 /*
2224  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2225  * of the hierarchy under it.
2226  */
2227 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2228 {
2229         int cpu, curcpu;
2230
2231         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2232         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2233                 return;
2234         /*
2235          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2236          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2237          * as well as workers from this path always operate on the local
2238          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2239          */
2240         curcpu = get_cpu();
2241         for_each_online_cpu(cpu) {
2242                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2243                 struct mem_cgroup *memcg;
2244                 bool flush = false;
2245
2246                 rcu_read_lock();
2247                 memcg = stock->cached;
2248                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2249                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2250                         flush = true;
2251                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2252                         flush = true;
2253                 rcu_read_unlock();
2254
2255                 if (flush &&
2256                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2257                         if (cpu == curcpu)
2258                                 drain_local_stock(&stock->work);
2259                         else
2260                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2261                 }
2262         }
2263         put_cpu();
2264         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2265 }
2266
2267 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2268 {
2269         struct memcg_stock_pcp *stock;
2270
2271         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2272         drain_stock(stock);
2273
2274         return 0;
2275 }
2276
2277 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2278                                   unsigned int nr_pages,
2279                                   gfp_t gfp_mask)
2280 {
2281         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2282
2283         do {
2284                 unsigned long pflags;
2285
2286                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2287                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2288                         continue;
2289
2290                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2291
2292                 psi_memstall_enter(&pflags);
2293                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2294                                                              gfp_mask, true);
2295                 psi_memstall_leave(&pflags);
2296         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2297                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2298
2299         return nr_reclaimed;
2300 }
2301
2302 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2303 {
2304         struct mem_cgroup *memcg;
2305
2306         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2307         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2312  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2313  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2314  */
2315 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2316
2317 /*
2318  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2319  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2320  * below.
2321  *
2322  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2323  *   overage ratio to a delay.
2324  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2325  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2326  *   to produce a reasonable delay curve.
2327  *
2328  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2329  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2330  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2331  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2332  * example, with a high of 100 megabytes:
2333  *
2334  *  +-------+------------------------+
2335  *  | usage | time to allocate in ms |
2336  *  +-------+------------------------+
2337  *  | 100M  |                      0 |
2338  *  | 101M  |                      6 |
2339  *  | 102M  |                     25 |
2340  *  | 103M  |                     57 |
2341  *  | 104M  |                    102 |
2342  *  | 105M  |                    159 |
2343  *  | 106M  |                    230 |
2344  *  | 107M  |                    313 |
2345  *  | 108M  |                    409 |
2346  *  | 109M  |                    518 |
2347  *  | 110M  |                    639 |
2348  *  | 111M  |                    774 |
2349  *  | 112M  |                    921 |
2350  *  | 113M  |                   1081 |
2351  *  | 114M  |                   1254 |
2352  *  | 115M  |                   1439 |
2353  *  | 116M  |                   1638 |
2354  *  | 117M  |                   1849 |
2355  *  | 118M  |                   2000 |
2356  *  | 119M  |                   2000 |
2357  *  | 120M  |                   2000 |
2358  *  +-------+------------------------+
2359  */
2360  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2361  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2362
2363 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2364 {
2365         u64 overage;
2366
2367         if (usage <= high)
2368                 return 0;
2369
2370         /*
2371          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2372          * it was a threshold of 1 page
2373          */
2374         high = max(high, 1UL);
2375
2376         overage = usage - high;
2377         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2378         return div64_u64(overage, high);
2379 }
2380
2381 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2382 {
2383         u64 overage, max_overage = 0;
2384
2385         do {
2386                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2387                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2388                 max_overage = max(overage, max_overage);
2389         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2390                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2391
2392         return max_overage;
2393 }
2394
2395 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2396 {
2397         u64 overage, max_overage = 0;
2398
2399         do {
2400                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2401                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2402                 if (overage)
2403                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2404                 max_overage = max(overage, max_overage);
2405         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2406                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2407
2408         return max_overage;
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2413  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2414  */
2415 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2416                                           unsigned int nr_pages,
2417                                           u64 max_overage)
2418 {
2419         unsigned long penalty_jiffies;
2420
2421         if (!max_overage)
2422                 return 0;
2423
2424         /*
2425          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2426          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2427          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2428          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2429          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2430          * overage amount.
2431          */
2432         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2433         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2434         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2435
2436         /*
2437          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2438          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2439          * 4N-sized allocation.
2440          *
2441          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2442          * larger the current charge patch is than that.
2443          */
2444         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2449  * and reclaims memory over the high limit.
2450  */
2451 void mem_cgroup_handle_over_high(void)
2452 {
2453         unsigned long penalty_jiffies;
2454         unsigned long pflags;
2455         unsigned long nr_reclaimed;
2456         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2457         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2458         struct mem_cgroup *memcg;
2459         bool in_retry = false;
2460
2461         if (likely(!nr_pages))
2462                 return;
2463
2464         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2465         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2466
2467 retry_reclaim:
2468         /*
2469          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2470          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2471          * or breaching resource isolation.
2472          *
2473          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2474          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2475          * allocator run every time an allocation is made.
2476          */
2477         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2478                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2479                                     GFP_KERNEL);
2480
2481         /*
2482          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2483          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2484          */
2485         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2486                                                mem_find_max_overage(memcg));
2487
2488         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2489                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2490
2491         /*
2492          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2493          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2494          * extremely slowly.
2495          */
2496         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2497
2498         /*
2499          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2500          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2501          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2502          * been aggressively reclaimed enough yet.
2503          */
2504         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2505                 goto out;
2506
2507         /*
2508          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2509          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2510          * throttling.
2511          */
2512         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2513                 in_retry = true;
2514                 goto retry_reclaim;
2515         }
2516
2517         /*
2518          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2519          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2520          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2521          */
2522         psi_memstall_enter(&pflags);
2523         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2524         psi_memstall_leave(&pflags);
2525
2526 out:
2527         css_put(&memcg->css);
2528 }
2529
2530 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2531                         unsigned int nr_pages)
2532 {
2533         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2534         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2535         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2536         struct page_counter *counter;
2537         enum oom_status oom_status;
2538         unsigned long nr_reclaimed;
2539         bool passed_oom = false;
2540         bool may_swap = true;
2541         bool drained = false;
2542         unsigned long pflags;
2543
2544 retry:
2545         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2546                 return 0;
2547
2548         if (!do_memsw_account() ||
2549             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2550                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2551                         goto done_restock;
2552                 if (do_memsw_account())
2553                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2554                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2555         } else {
2556                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2557                 may_swap = false;
2558         }
2559
2560         if (batch > nr_pages) {
2561                 batch = nr_pages;
2562                 goto retry;
2563         }
2564
2565         /*
2566          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2567          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2568          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2569          * and let these go through as privileged allocations.
2570          */
2571         if (gfp_mask & __GFP_ATOMIC)
2572                 goto force;
2573
2574         /*
2575          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2576          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2577          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2578          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2579          */
2580         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2581                 goto force;
2582
2583         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2584                 goto nomem;
2585
2586         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2587                 goto nomem;
2588
2589         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2590
2591         psi_memstall_enter(&pflags);
2592         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2593                                                     gfp_mask, may_swap);
2594         psi_memstall_leave(&pflags);
2595
2596         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2597                 goto retry;
2598
2599         if (!drained) {
2600                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2601                 drained = true;
2602                 goto retry;
2603         }
2604
2605         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2606                 goto nomem;
2607         /*
2608          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2609          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2610          * before killing the task.
2611          *
2612          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2613          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2614          * to regular pages anyway in case of failure.
2615          */
2616         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2617                 goto retry;
2618         /*
2619          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2620          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2621          */
2622         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2623                 goto retry;
2624
2625         if (nr_retries--)
2626                 goto retry;
2627
2628         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2629                 goto nomem;
2630
2631         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2632         if (passed_oom && task_is_dying())
2633                 goto nomem;
2634
2635         /*
2636          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2637          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2638          * couldn't make any progress.
2639          */
2640         oom_status = mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2641                        get_order(nr_pages * PAGE_SIZE));
2642         if (oom_status == OOM_SUCCESS) {
2643                 passed_oom = true;
2644                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2645                 goto retry;
2646         }
2647 nomem:
2648         if (!(gfp_mask & __GFP_NOFAIL))
2649                 return -ENOMEM;
2650 force:
2651         /*
2652          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2653          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2654          * temporarily by force charging it.
2655          */
2656         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2657         if (do_memsw_account())
2658                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2659
2660         return 0;
2661
2662 done_restock:
2663         if (batch > nr_pages)
2664                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2665
2666         /*
2667          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2668          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2669          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2670          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2671          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2672          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2673          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2674          */
2675         do {
2676                 bool mem_high, swap_high;
2677
2678                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2679                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2680                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2681                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2682
2683                 /* Don't bother a random interrupted task */
2684                 if (in_interrupt()) {
2685                         if (mem_high) {
2686                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2687                                 break;
2688                         }
2689                         continue;
2690                 }
2691
2692                 if (mem_high || swap_high) {
2693                         /*
2694                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2695                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2696                          * of the memory or swap footprints.
2697                          *
2698                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2699                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2700                          * based on how much each task is actually allocating.
2701                          */
2702                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2703                         set_notify_resume(current);
2704                         break;
2705                 }
2706         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2707
2708         return 0;
2709 }
2710
2711 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2712                              unsigned int nr_pages)
2713 {
2714         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2715                 return 0;
2716
2717         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2718 }
2719
2720 static inline void cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2721 {
2722         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2723                 return;
2724
2725         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2726         if (do_memsw_account())
2727                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2728 }
2729
2730 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2731 {
2732         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2733         /*
2734          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2735          *
2736          * - the page lock
2737          * - LRU isolation
2738          * - lock_page_memcg()
2739          * - exclusive reference
2740          */
2741         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2742 }
2743
2744 static struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_objcg(struct obj_cgroup *objcg)
2745 {
2746         struct mem_cgroup *memcg;
2747
2748         rcu_read_lock();
2749 retry:
2750         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2751         if (unlikely(!css_tryget(&memcg->css)))
2752                 goto retry;
2753         rcu_read_unlock();
2754
2755         return memcg;
2756 }
2757
2758 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2759 /*
2760  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2761  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2762  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2763  */
2764 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | __GFP_ACCOUNT)
2765
2766 /*
2767  * Most kmem_cache_alloc() calls are from user context. The irq disable/enable
2768  * sequence used in this case to access content from object stock is slow.
2769  * To optimize for user context access, there are now two object stocks for
2770  * task context and interrupt context access respectively.
2771  *
2772  * The task context object stock can be accessed by disabling preemption only
2773  * which is cheap in non-preempt kernel. The interrupt context object stock
2774  * can only be accessed after disabling interrupt. User context code can
2775  * access interrupt object stock, but not vice versa.
2776  */
2777 static inline struct obj_stock *get_obj_stock(unsigned long *pflags)
2778 {
2779         struct memcg_stock_pcp *stock;
2780
2781         if (likely(in_task())) {
2782                 *pflags = 0UL;
2783                 preempt_disable();
2784                 stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2785                 return &stock->task_obj;
2786         }
2787
2788         local_irq_save(*pflags);
2789         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2790         return &stock->irq_obj;
2791 }
2792
2793 static inline void put_obj_stock(unsigned long flags)
2794 {
2795         if (likely(in_task()))
2796                 preempt_enable();
2797         else
2798                 local_irq_restore(flags);
2799 }
2800
2801 /*
2802  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2803  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2804  */
2805 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2806                                      struct pglist_data *pgdat,
2807                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2808 {
2809         struct mem_cgroup *memcg;
2810         struct lruvec *lruvec;
2811
2812         rcu_read_lock();
2813         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2814         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
2815         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
2816         rcu_read_unlock();
2817 }
2818
2819 int memcg_alloc_page_obj_cgroups(struct page *page, struct kmem_cache *s,
2820                                  gfp_t gfp, bool new_page)
2821 {
2822         unsigned int objects = objs_per_slab_page(s, page);
2823         unsigned long memcg_data;
2824         void *vec;
2825
2826         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2827         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2828                            page_to_nid(page));
2829         if (!vec)
2830                 return -ENOMEM;
2831
2832         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2833         if (new_page) {
2834                 /*
2835                  * If the slab page is brand new and nobody can yet access
2836                  * it's memcg_data, no synchronization is required and
2837                  * memcg_data can be simply assigned.
2838                  */
2839                 page->memcg_data = memcg_data;
2840         } else if (cmpxchg(&page->memcg_data, 0, memcg_data)) {
2841                 /*
2842                  * If the slab page is already in use, somebody can allocate
2843                  * and assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
2844                  * objcg vector should be reused.
2845                  */
2846                 kfree(vec);
2847                 return 0;
2848         }
2849
2850         kmemleak_not_leak(vec);
2851         return 0;
2852 }
2853
2854 /*
2855  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
2856  *
2857  * A passed kernel object can be a slab object or a generic kernel page, so
2858  * different mechanisms for getting the memory cgroup pointer should be used.
2859  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
2860  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
2861  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
2862  *
2863  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
2864  * cgroup_mutex, etc.
2865  */
2866 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
2867 {
2868         struct page *page;
2869
2870         if (mem_cgroup_disabled())
2871                 return NULL;
2872
2873         page = virt_to_head_page(p);
2874
2875         /*
2876          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
2877          * Memcg membership data for each individual object is saved in
2878          * the page->obj_cgroups.
2879          */
2880         if (page_objcgs_check(page)) {
2881                 struct obj_cgroup *objcg;
2882                 unsigned int off;
2883
2884                 off = obj_to_index(page->slab_cache, page, p);
2885                 objcg = page_objcgs(page)[off];
2886                 if (objcg)
2887                         return obj_cgroup_memcg(objcg);
2888
2889                 return NULL;
2890         }
2891
2892         /*
2893          * page_memcg_check() is used here, because page_has_obj_cgroups()
2894          * check above could fail because the object cgroups vector wasn't set
2895          * at that moment, but it can be set concurrently.
2896          * page_memcg_check(page) will guarantee that a proper memory
2897          * cgroup pointer or NULL will be returned.
2898          */
2899         return page_memcg_check(page);
2900 }
2901
2902 __always_inline struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_current(void)
2903 {
2904         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
2905         struct mem_cgroup *memcg;
2906
2907         if (memcg_kmem_bypass())
2908                 return NULL;
2909
2910         rcu_read_lock();
2911         if (unlikely(active_memcg()))
2912                 memcg = active_memcg();
2913         else
2914                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
2915
2916         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2917                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
2918                 if (objcg && obj_cgroup_tryget(objcg))
2919                         break;
2920                 objcg = NULL;
2921         }
2922         rcu_read_unlock();
2923
2924         return objcg;
2925 }
2926
2927 static int memcg_alloc_cache_id(void)
2928 {
2929         int id, size;
2930         int err;
2931
2932         id = ida_simple_get(&memcg_cache_ida,
2933                             0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2934         if (id < 0)
2935                 return id;
2936
2937         if (id < memcg_nr_cache_ids)
2938                 return id;
2939
2940         /*
2941          * There's no space for the new id in memcg_caches arrays,
2942          * so we have to grow them.
2943          */
2944         down_write(&memcg_cache_ids_sem);
2945
2946         size = 2 * (id + 1);
2947         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2948                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2949         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2950                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2951
2952         err = memcg_update_all_list_lrus(size);
2953         if (!err)
2954                 memcg_nr_cache_ids = size;
2955
2956         up_write(&memcg_cache_ids_sem);
2957
2958         if (err) {
2959                 ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2960                 return err;
2961         }
2962         return id;
2963 }
2964
2965 static void memcg_free_cache_id(int id)
2966 {
2967         ida_simple_remove(&memcg_cache_ida, id);
2968 }
2969
2970 /*
2971  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
2972  * @objcg: object cgroup to uncharge
2973  * @nr_pages: number of pages to uncharge
2974  */
2975 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
2976                                       unsigned int nr_pages)
2977 {
2978         struct mem_cgroup *memcg;
2979
2980         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
2981
2982         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2983                 page_counter_uncharge(&memcg->kmem, nr_pages);
2984         refill_stock(memcg, nr_pages);
2985
2986         css_put(&memcg->css);
2987 }
2988
2989 /*
2990  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
2991  * @objcg: object cgroup to charge
2992  * @gfp: reclaim mode
2993  * @nr_pages: number of pages to charge
2994  *
2995  * Returns 0 on success, an error code on failure.
2996  */
2997 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
2998                                    unsigned int nr_pages)
2999 {
3000         struct mem_cgroup *memcg;
3001         int ret;
3002
3003         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3004
3005         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3006         if (ret)
3007                 goto out;
3008
3009         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
3010                 page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3011 out:
3012         css_put(&memcg->css);
3013
3014         return ret;
3015 }
3016
3017 /**
3018  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3019  * @page: page to charge
3020  * @gfp: reclaim mode
3021  * @order: allocation order
3022  *
3023  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3024  */
3025 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3026 {
3027         struct obj_cgroup *objcg;
3028         int ret = 0;
3029
3030         objcg = get_obj_cgroup_from_current();
3031         if (objcg) {
3032                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3033                 if (!ret) {
3034                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3035                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3036                         return 0;
3037                 }
3038                 obj_cgroup_put(objcg);
3039         }
3040         return ret;
3041 }
3042
3043 /**
3044  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3045  * @page: page to uncharge
3046  * @order: allocation order
3047  */
3048 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3049 {
3050         struct folio *folio = page_folio(page);
3051         struct obj_cgroup *objcg;
3052         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3053
3054         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3055                 return;
3056
3057         objcg = __folio_objcg(folio);
3058         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3059         folio->memcg_data = 0;
3060         obj_cgroup_put(objcg);
3061 }
3062
3063 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3064                      enum node_stat_item idx, int nr)
3065 {
3066         unsigned long flags;
3067         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3068         int *bytes;
3069
3070         /*
3071          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3072          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3073          * changes.
3074          */
3075         if (stock->cached_objcg != objcg) {
3076                 drain_obj_stock(stock);
3077                 obj_cgroup_get(objcg);
3078                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3079                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3080                 stock->cached_objcg = objcg;
3081                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3082         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3083                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3084                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3085
3086                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3087                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3088                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3089                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3090                 }
3091                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3092                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3093                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3094                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3095                 }
3096                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3097         }
3098
3099         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3100                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3101         /*
3102          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3103          * cached locally at least once before pushing it out.
3104          */
3105         if (!*bytes) {
3106                 *bytes = nr;
3107                 nr = 0;
3108         } else {
3109                 *bytes += nr;
3110                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3111                         nr = *bytes;
3112                         *bytes = 0;
3113                 } else {
3114                         nr = 0;
3115                 }
3116         }
3117         if (nr)
3118                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3119
3120         put_obj_stock(flags);
3121 }
3122
3123 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3124 {
3125         unsigned long flags;
3126         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3127         bool ret = false;
3128
3129         if (objcg == stock->cached_objcg && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3130                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3131                 ret = true;
3132         }
3133
3134         put_obj_stock(flags);
3135
3136         return ret;
3137 }
3138
3139 static void drain_obj_stock(struct obj_stock *stock)
3140 {
3141         struct obj_cgroup *old = stock->cached_objcg;
3142
3143         if (!old)
3144                 return;
3145
3146         if (stock->nr_bytes) {
3147                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3148                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3149
3150                 if (nr_pages)
3151                         obj_cgroup_uncharge_pages(old, nr_pages);
3152
3153                 /*
3154                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3155                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3156                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3157                  * refill_obj_stock().
3158                  *
3159                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3160                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3161                  * so it might be changed in the future.
3162                  */
3163                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3164                 stock->nr_bytes = 0;
3165         }
3166
3167         /*
3168          * Flush the vmstat data in current stock
3169          */
3170         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3171                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3172                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3173                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3174                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3175                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3176                 }
3177                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3178                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3179                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3180                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3181                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3182                 }
3183                 stock->cached_pgdat = NULL;
3184         }
3185
3186         obj_cgroup_put(old);
3187         stock->cached_objcg = NULL;
3188 }
3189
3190 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3191                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3192 {
3193         struct mem_cgroup *memcg;
3194
3195         if (in_task() && stock->task_obj.cached_objcg) {
3196                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->task_obj.cached_objcg);
3197                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3198                         return true;
3199         }
3200         if (stock->irq_obj.cached_objcg) {
3201                 memcg = obj_cgroup_memcg(stock->irq_obj.cached_objcg);
3202                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3203                         return true;
3204         }
3205
3206         return false;
3207 }
3208
3209 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3210                              bool allow_uncharge)
3211 {
3212         unsigned long flags;
3213         struct obj_stock *stock = get_obj_stock(&flags);
3214         unsigned int nr_pages = 0;
3215
3216         if (stock->cached_objcg != objcg) { /* reset if necessary */
3217                 drain_obj_stock(stock);
3218                 obj_cgroup_get(objcg);
3219                 stock->cached_objcg = objcg;
3220                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3221                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3222                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3223         }
3224         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3225
3226         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3227                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3228                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3229         }
3230
3231         put_obj_stock(flags);
3232
3233         if (nr_pages)
3234                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3235 }
3236
3237 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3238 {
3239         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3240         int ret;
3241
3242         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3243                 return 0;
3244
3245         /*
3246          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3247          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3248          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3249          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3250          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3251          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3252          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3253          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3254          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3255          *
3256          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3257          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3258          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3259          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3260          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3261          * page uncharge right after a page charge, we set the
3262          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3263          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3264          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3265          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3266          * race.
3267          */
3268         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3269         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3270
3271         if (nr_bytes)
3272                 nr_pages += 1;
3273
3274         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3275         if (!ret && nr_bytes)
3276                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3277
3278         return ret;
3279 }
3280
3281 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3282 {
3283         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3284 }
3285
3286 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3287
3288 /*
3289  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3290  */
3291 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3292 {
3293         struct folio *folio = page_folio(head);
3294         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3295         int i;
3296
3297         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3298                 return;
3299
3300         for (i = 1; i < nr; i++)
3301                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3302
3303         if (folio_memcg_kmem(folio))
3304                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3305         else
3306                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3307 }
3308
3309 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3310 /**
3311  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3312  * @entry: swap entry to be moved
3313  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3314  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3315  *
3316  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3317  * as the mem_cgroup's id of @from.
3318  *
3319  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3320  *
3321  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3322  * both res and memsw, and called css_get().
3323  */
3324 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3325                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3326 {
3327         unsigned short old_id, new_id;
3328
3329         old_id = mem_cgroup_id(from);
3330         new_id = mem_cgroup_id(to);
3331
3332         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3333                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3334                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3335                 return 0;
3336         }
3337         return -EINVAL;
3338 }
3339 #else
3340 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3341                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3342 {
3343         return -EINVAL;
3344 }
3345 #endif
3346
3347 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3348
3349 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3350                                  unsigned long max, bool memsw)
3351 {
3352         bool enlarge = false;
3353         bool drained = false;
3354         int ret;
3355         bool limits_invariant;
3356         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3357
3358         do {
3359                 if (signal_pending(current)) {
3360                         ret = -EINTR;
3361                         break;
3362                 }
3363
3364                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3365                 /*
3366                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3367                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3368                  */
3369                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3370                                            max <= memcg->memsw.max;
3371                 if (!limits_invariant) {
3372                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3373                         ret = -EINVAL;
3374                         break;
3375                 }
3376                 if (max > counter->max)
3377                         enlarge = true;
3378                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3379                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3380
3381                 if (!ret)
3382                         break;
3383
3384                 if (!drained) {
3385                         drain_all_stock(memcg);
3386                         drained = true;
3387                         continue;
3388                 }
3389
3390                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1,
3391                                         GFP_KERNEL, !memsw)) {
3392                         ret = -EBUSY;
3393                         break;
3394                 }
3395         } while (true);
3396
3397         if (!ret && enlarge)
3398                 memcg_oom_recover(memcg);
3399
3400         return ret;
3401 }
3402
3403 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3404                                             gfp_t gfp_mask,
3405                                             unsigned long *total_scanned)
3406 {
3407         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3408         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3409         unsigned long reclaimed;
3410         int loop = 0;
3411         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3412         unsigned long excess;
3413         unsigned long nr_scanned;
3414
3415         if (order > 0)
3416                 return 0;
3417
3418         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3419
3420         /*
3421          * Do not even bother to check the largest node if the root
3422          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3423          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3424          */
3425         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3426                 return 0;
3427
3428         /*
3429          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3430          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3431          * pressure
3432          */
3433         do {
3434                 if (next_mz)
3435                         mz = next_mz;
3436                 else
3437                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3438                 if (!mz)
3439                         break;
3440
3441                 nr_scanned = 0;
3442                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3443                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3444                 nr_reclaimed += reclaimed;
3445                 *total_scanned += nr_scanned;
3446                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3447                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
3448
3449                 /*
3450                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3451                  * it is time to move on to the next cgroup
3452                  */
3453                 next_mz = NULL;
3454                 if (!reclaimed)
3455                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3456
3457                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3458                 /*
3459                  * One school of thought says that we should not add
3460                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3461                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3462                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3463                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3464                  * term TODO.
3465                  */
3466                 /* If excess == 0, no tree ops */
3467                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3468                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3469                 css_put(&mz->memcg->css);
3470                 loop++;
3471                 /*
3472                  * Could not reclaim anything and there are no more
3473                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3474                  * reclaiming anything.
3475                  */
3476                 if (!nr_reclaimed &&
3477                         (next_mz == NULL ||
3478                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3479                         break;
3480         } while (!nr_reclaimed);
3481         if (next_mz)
3482                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3483         return nr_reclaimed;
3484 }
3485
3486 /*
3487  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3488  *
3489  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3490  */
3491 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3492 {
3493         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3494
3495         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3496         lru_add_drain_all();
3497
3498         drain_all_stock(memcg);
3499
3500         /* try to free all pages in this cgroup */
3501         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3502                 if (signal_pending(current))
3503                         return -EINTR;
3504
3505                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL, true))
3506                         nr_retries--;
3507         }
3508
3509         return 0;
3510 }
3511
3512 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3513                                             char *buf, size_t nbytes,
3514                                             loff_t off)
3515 {
3516         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3517
3518         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3519                 return -EINVAL;
3520         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3521 }
3522
3523 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3524                                      struct cftype *cft)
3525 {
3526         return 1;
3527 }
3528
3529 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3530                                       struct cftype *cft, u64 val)
3531 {
3532         if (val == 1)
3533                 return 0;
3534
3535         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3536                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3537                      "depend on this functionality.\n");
3538
3539         return -EINVAL;
3540 }
3541
3542 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3543 {
3544         unsigned long val;
3545
3546         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3547                 mem_cgroup_flush_stats();
3548                 val = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_PAGES) +
3549                         memcg_page_state(memcg, NR_ANON_MAPPED);
3550                 if (swap)
3551                         val += memcg_page_state(memcg, MEMCG_SWAP);
3552         } else {
3553                 if (!swap)
3554                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3555                 else
3556                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3557         }
3558         return val;
3559 }
3560
3561 enum {
3562         RES_USAGE,
3563         RES_LIMIT,
3564         RES_MAX_USAGE,
3565         RES_FAILCNT,
3566         RES_SOFT_LIMIT,
3567 };
3568
3569 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3570                                struct cftype *cft)
3571 {
3572         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3573         struct page_counter *counter;
3574
3575         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3576         case _MEM:
3577                 counter = &memcg->memory;
3578                 break;
3579         case _MEMSWAP:
3580                 counter = &memcg->memsw;
3581                 break;
3582         case _KMEM:
3583                 counter = &memcg->kmem;
3584                 break;
3585         case _TCP:
3586                 counter = &memcg->tcpmem;
3587                 break;
3588         default:
3589                 BUG();
3590         }
3591
3592         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3593         case RES_USAGE:
3594                 if (counter == &memcg->memory)
3595                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3596                 if (counter == &memcg->memsw)
3597                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3598                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3599         case RES_LIMIT:
3600                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3601         case RES_MAX_USAGE:
3602                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3603         case RES_FAILCNT:
3604                 return counter->failcnt;
3605         case RES_SOFT_LIMIT:
3606                 return (u64)memcg->soft_limit * PAGE_SIZE;
3607         default:
3608                 BUG();
3609         }
3610 }
3611
3612 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3613 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3614 {
3615         struct obj_cgroup *objcg;
3616         int memcg_id;
3617
3618         if (cgroup_memory_nokmem)
3619                 return 0;
3620
3621         BUG_ON(memcg->kmemcg_id >= 0);
3622
3623         memcg_id = memcg_alloc_cache_id();
3624         if (memcg_id < 0)
3625                 return memcg_id;
3626
3627         objcg = obj_cgroup_alloc();
3628         if (!objcg) {
3629                 memcg_free_cache_id(memcg_id);
3630                 return -ENOMEM;
3631         }
3632         objcg->memcg = memcg;
3633         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3634
3635         static_branch_enable(&memcg_kmem_enabled_key);
3636
3637         memcg->kmemcg_id = memcg_id;
3638
3639         return 0;
3640 }
3641
3642 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3643 {
3644         struct mem_cgroup *parent;
3645         int kmemcg_id;
3646
3647         if (memcg->kmemcg_id == -1)
3648                 return;
3649
3650         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3651         if (!parent)
3652                 parent = root_mem_cgroup;
3653
3654         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3655
3656         kmemcg_id = memcg->kmemcg_id;
3657         BUG_ON(kmemcg_id < 0);
3658
3659         /*
3660          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3661          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3662          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3663          * memcg_drain_all_list_lrus().
3664          */
3665         memcg_drain_all_list_lrus(kmemcg_id, parent);
3666
3667         memcg_free_cache_id(kmemcg_id);
3668         memcg->kmemcg_id = -1;
3669 }
3670 #else
3671 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3672 {
3673         return 0;
3674 }
3675 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3676 {
3677 }
3678 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3679
3680 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3681 {
3682         int ret;
3683
3684         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3685
3686         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3687         if (ret)
3688                 goto out;
3689
3690         if (!memcg->tcpmem_active) {
3691                 /*
3692                  * The active flag needs to be written after the static_key
3693                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3694                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3695                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3696                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3697                  *
3698                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3699                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3700                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3701                  * yet, we'll lose accounting.
3702                  *
3703                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
3704                  * because when this value change, the code to process it is not
3705                  * patched in yet.
3706                  */
3707                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
3708                 memcg->tcpmem_active = true;
3709         }
3710 out:
3711         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3712         return ret;
3713 }
3714
3715 /*
3716  * The user of this function is...
3717  * RES_LIMIT.
3718  */
3719 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
3720                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
3721 {
3722         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3723         unsigned long nr_pages;
3724         int ret;
3725
3726         buf = strstrip(buf);
3727         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
3728         if (ret)
3729                 return ret;
3730
3731         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3732         case RES_LIMIT:
3733                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3734                         ret = -EINVAL;
3735                         break;
3736                 }
3737                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3738                 case _MEM:
3739                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
3740                         break;
3741                 case _MEMSWAP:
3742                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
3743                         break;
3744                 case _KMEM:
3745                         /* kmem.limit_in_bytes is deprecated. */
3746                         ret = -EOPNOTSUPP;
3747                         break;
3748                 case _TCP:
3749                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
3750                         break;
3751                 }
3752                 break;
3753         case RES_SOFT_LIMIT:
3754                 memcg->soft_limit = nr_pages;
3755                 ret = 0;
3756                 break;
3757         }
3758         return ret ?: nbytes;
3759 }
3760
3761 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
3762                                 size_t nbytes, loff_t off)
3763 {
3764         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3765         struct page_counter *counter;
3766
3767         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
3768         case _MEM:
3769                 counter = &memcg->memory;
3770                 break;
3771         case _MEMSWAP:
3772                 counter = &memcg->memsw;
3773                 break;
3774         case _KMEM:
3775                 counter = &memcg->kmem;
3776                 break;
3777         case _TCP:
3778                 counter = &memcg->tcpmem;
3779                 break;
3780         default:
3781                 BUG();
3782         }
3783
3784         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
3785         case RES_MAX_USAGE:
3786                 page_counter_reset_watermark(counter);
3787                 break;
3788         case RES_FAILCNT:
3789                 counter->failcnt = 0;
3790                 break;
3791         default:
3792                 BUG();
3793         }
3794
3795         return nbytes;
3796 }
3797
3798 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3799                                         struct cftype *cft)
3800 {
3801         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
3802 }
3803
3804 #ifdef CONFIG_MMU
3805 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3806                                         struct cftype *cft, u64 val)
3807 {
3808         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3809
3810         if (val & ~MOVE_MASK)
3811                 return -EINVAL;
3812
3813         /*
3814          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
3815          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
3816          * on with stale data. This means that changes to this value will only
3817          * affect task migrations starting after the change.
3818          */
3819         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3820         return 0;
3821 }
3822 #else
3823 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3824                                         struct cftype *cft, u64 val)
3825 {
3826         return -ENOSYS;
3827 }
3828 #endif
3829
3830 #ifdef CONFIG_NUMA
3831
3832 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
3833 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
3834 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
3835
3836 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3837                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
3838 {
3839         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
3840         unsigned long nr = 0;
3841         enum lru_list lru;
3842
3843         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
3844
3845         for_each_lru(lru) {
3846                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3847                         continue;
3848                 if (tree)
3849                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3850                 else
3851                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
3852         }
3853         return nr;
3854 }
3855
3856 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
3857                                              unsigned int lru_mask,
3858                                              bool tree)
3859 {
3860         unsigned long nr = 0;
3861         enum lru_list lru;
3862
3863         for_each_lru(lru) {
3864                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
3865                         continue;
3866                 if (tree)
3867                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3868                 else
3869                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
3870         }
3871         return nr;
3872 }
3873
3874 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3875 {
3876         struct numa_stat {
3877                 const char *name;
3878                 unsigned int lru_mask;
3879         };
3880
3881         static const struct numa_stat stats[] = {
3882                 { "total", LRU_ALL },
3883                 { "file", LRU_ALL_FILE },
3884                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
3885                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
3886         };
3887         const struct numa_stat *stat;
3888         int nid;
3889         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3890
3891         mem_cgroup_flush_stats();
3892
3893         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3894                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
3895                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3896                                                    false));
3897                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3898                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3899                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3900                                                         stat->lru_mask, false));
3901                 seq_putc(m, '\n');
3902         }
3903
3904         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
3905
3906                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
3907                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
3908                                                    true));
3909                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
3910                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
3911                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
3912                                                         stat->lru_mask, true));
3913                 seq_putc(m, '\n');
3914         }
3915
3916         return 0;
3917 }
3918 #endif /* CONFIG_NUMA */
3919
3920 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
3921         NR_FILE_PAGES,
3922         NR_ANON_MAPPED,
3923 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3924         NR_ANON_THPS,
3925 #endif
3926         NR_SHMEM,
3927         NR_FILE_MAPPED,
3928         NR_FILE_DIRTY,
3929         NR_WRITEBACK,
3930         MEMCG_SWAP,
3931 };
3932
3933 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
3934         "cache",
3935         "rss",
3936 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3937         "rss_huge",
3938 #endif
3939         "shmem",
3940         "mapped_file",
3941         "dirty",
3942         "writeback",
3943         "swap",
3944 };
3945
3946 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
3947 static const unsigned int memcg1_events[] = {
3948         PGPGIN,
3949         PGPGOUT,
3950         PGFAULT,
3951         PGMAJFAULT,
3952 };
3953
3954 static int memcg_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
3955 {
3956         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
3957         unsigned long memory, memsw;
3958         struct mem_cgroup *mi;
3959         unsigned int i;
3960
3961         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
3962
3963         mem_cgroup_flush_stats();
3964
3965         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3966                 unsigned long nr;
3967
3968                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3969                         continue;
3970                 nr = memcg_page_state_local(memcg, memcg1_stats[i]);
3971                 seq_printf(m, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr * PAGE_SIZE);
3972         }
3973
3974         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
3975                 seq_printf(m, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
3976                            memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
3977
3978         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
3979                 seq_printf(m, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
3980                            memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
3981                            PAGE_SIZE);
3982
3983         /* Hierarchical information */
3984         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
3985         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
3986                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
3987                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
3988         }
3989         seq_printf(m, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
3990                    (u64)memory * PAGE_SIZE);
3991         if (do_memsw_account())
3992                 seq_printf(m, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
3993                            (u64)memsw * PAGE_SIZE);
3994
3995         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
3996                 unsigned long nr;
3997
3998                 if (memcg1_stats[i] == MEMCG_SWAP && !do_memsw_account())
3999                         continue;
4000                 nr = memcg_page_state(memcg, memcg1_stats[i]);
4001                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4002                                                 (u64)nr * PAGE_SIZE);
4003         }
4004
4005         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4006                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n",
4007                            vm_event_name(memcg1_events[i]),
4008                            (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4009
4010         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4011                 seq_printf(m, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4012                            (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4013                            PAGE_SIZE);
4014
4015 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4016         {
4017                 pg_data_t *pgdat;
4018                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4019                 unsigned long anon_cost = 0;
4020                 unsigned long file_cost = 0;
4021
4022                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4023                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4024
4025                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4026                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4027                 }
4028                 seq_printf(m, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4029                 seq_printf(m, "file_cost %lu\n", file_cost);
4030         }
4031 #endif
4032
4033         return 0;
4034 }
4035
4036 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4037                                       struct cftype *cft)
4038 {
4039         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4040
4041         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4042 }
4043
4044 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4045                                        struct cftype *cft, u64 val)
4046 {
4047         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4048
4049         if (val > 200)
4050                 return -EINVAL;
4051
4052         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4053                 memcg->swappiness = val;
4054         else
4055                 vm_swappiness = val;
4056
4057         return 0;
4058 }
4059
4060 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4061 {
4062         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4063         unsigned long usage;
4064         int i;
4065
4066         rcu_read_lock();
4067         if (!swap)
4068                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4069         else
4070                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4071
4072         if (!t)
4073                 goto unlock;
4074
4075         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4076
4077         /*
4078          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4079          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4080          * call of __mem_cgroup_threshold().
4081          */
4082         i = t->current_threshold;
4083
4084         /*
4085          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4086          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4087          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4088          * only one element of the array here.
4089          */
4090         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4091                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4092
4093         /* i = current_threshold + 1 */
4094         i++;
4095
4096         /*
4097          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4098          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4099          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4100          * only one element of the array here.
4101          */
4102         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4103                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4104
4105         /* Update current_threshold */
4106         t->current_threshold = i - 1;
4107 unlock:
4108         rcu_read_unlock();
4109 }
4110
4111 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4112 {
4113         while (memcg) {
4114                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4115                 if (do_memsw_account())
4116                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4117
4118                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4119         }
4120 }
4121
4122 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4123 {
4124         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4125         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4126
4127         if (_a->threshold > _b->threshold)
4128                 return 1;
4129
4130         if (_a->threshold < _b->threshold)
4131                 return -1;
4132
4133         return 0;
4134 }
4135
4136 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4137 {
4138         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4139
4140         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4141
4142         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4143                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4144
4145         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4146         return 0;
4147 }
4148
4149 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4150 {
4151         struct mem_cgroup *iter;
4152
4153         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4154                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4155 }
4156
4157 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4158         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4159 {
4160         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4161         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4162         unsigned long threshold;
4163         unsigned long usage;
4164         int i, size, ret;
4165
4166         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4167         if (ret)
4168                 return ret;
4169
4170         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4171
4172         if (type == _MEM) {
4173                 thresholds = &memcg->thresholds;
4174                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4175         } else if (type == _MEMSWAP) {
4176                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4177                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4178         } else
4179                 BUG();
4180
4181         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4182         if (thresholds->primary)
4183                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4184
4185         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4186
4187         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4188         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4189         if (!new) {
4190                 ret = -ENOMEM;
4191                 goto unlock;
4192         }
4193         new->size = size;
4194
4195         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4196         if (thresholds->primary)
4197                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4198                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4199
4200         /* Add new threshold */
4201         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4202         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4203
4204         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4205         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4206                         compare_thresholds, NULL);
4207
4208         /* Find current threshold */
4209         new->current_threshold = -1;
4210         for (i = 0; i < size; i++) {
4211                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4212                         /*
4213                          * new->current_threshold will not be used until
4214                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4215                          * it here.
4216                          */
4217                         ++new->current_threshold;
4218                 } else
4219                         break;
4220         }
4221
4222         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4223         kfree(thresholds->spare);
4224         thresholds->spare = thresholds->primary;
4225
4226         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4227
4228         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4229         synchronize_rcu();
4230
4231 unlock:
4232         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4233
4234         return ret;
4235 }
4236
4237 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4238         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4239 {
4240         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4241 }
4242
4243 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4244         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4245 {
4246         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4247 }
4248
4249 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4250         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4251 {
4252         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4253         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4254         unsigned long usage;
4255         int i, j, size, entries;
4256
4257         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4258
4259         if (type == _MEM) {
4260                 thresholds = &memcg->thresholds;
4261                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4262         } else if (type == _MEMSWAP) {
4263                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4264                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4265         } else
4266                 BUG();
4267
4268         if (!thresholds->primary)
4269                 goto unlock;
4270
4271         /* Check if a threshold crossed before removing */
4272         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4273
4274         /* Calculate new number of threshold */
4275         size = entries = 0;
4276         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4277                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4278                         size++;
4279                 else
4280                         entries++;
4281         }
4282
4283         new = thresholds->spare;
4284
4285         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4286         if (!entries)
4287                 goto unlock;
4288
4289         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4290         if (!size) {
4291                 kfree(new);
4292                 new = NULL;
4293                 goto swap_buffers;
4294         }
4295
4296         new->size = size;
4297
4298         /* Copy thresholds and find current threshold */
4299         new->current_threshold = -1;
4300         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4301                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4302                         continue;
4303
4304                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4305                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4306                         /*
4307                          * new->current_threshold will not be used
4308                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4309                          * it here.
4310                          */
4311                         ++new->current_threshold;
4312                 }
4313                 j++;
4314         }
4315
4316 swap_buffers:
4317         /* Swap primary and spare array */
4318         thresholds->spare = thresholds->primary;
4319
4320         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4321
4322         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4323         synchronize_rcu();
4324
4325         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4326         if (!new) {
4327                 kfree(thresholds->spare);
4328                 thresholds->spare = NULL;
4329         }
4330 unlock:
4331         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4332 }
4333
4334 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4335         struct eventfd_ctx *eventfd)
4336 {
4337         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4338 }
4339
4340 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4341         struct eventfd_ctx *eventfd)
4342 {
4343         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4344 }
4345
4346 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4347         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4348 {
4349         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4350
4351         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4352         if (!event)
4353                 return -ENOMEM;
4354
4355         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4356
4357         event->eventfd = eventfd;
4358         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4359
4360         /* already in OOM ? */
4361         if (memcg->under_oom)
4362                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4363         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4364
4365         return 0;
4366 }
4367
4368 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4369         struct eventfd_ctx *eventfd)
4370 {
4371         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4372
4373         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4374
4375         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4376                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4377                         list_del(&ev->list);
4378                         kfree(ev);
4379                 }
4380         }
4381
4382         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4383 }
4384
4385 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4386 {
4387         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4388
4389         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", memcg->oom_kill_disable);
4390         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4391         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4392                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4393         return 0;
4394 }
4395
4396 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4397         struct cftype *cft, u64 val)
4398 {
4399         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4400
4401         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4402         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4403                 return -EINVAL;
4404
4405         memcg->oom_kill_disable = val;
4406         if (!val)
4407                 memcg_oom_recover(memcg);
4408
4409         return 0;
4410 }
4411
4412 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4413
4414 #include <trace/events/writeback.h>
4415
4416 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4417 {
4418         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4419 }
4420
4421 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4422 {
4423         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4424 }
4425
4426 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4427 {
4428         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4429 }
4430
4431 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4432 {
4433         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4434
4435         if (!memcg->css.parent)
4436                 return NULL;
4437
4438         return &memcg->cgwb_domain;
4439 }
4440
4441 /**
4442  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4443  * @wb: bdi_writeback in question
4444  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4445  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4446  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4447  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4448  *
4449  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4450  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4451  * is a bit more involved.
4452  *
4453  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4454  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4455  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4456  * available memory in the system.  The caller should further cap
4457  * *@pheadroom accordingly.
4458  */
4459 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4460                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4461                          unsigned long *pwriteback)
4462 {
4463         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4464         struct mem_cgroup *parent;
4465
4466         mem_cgroup_flush_stats();
4467
4468         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4469         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4470         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4471                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4472
4473         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4474         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4475                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4476                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4477                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4478
4479                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4480                 memcg = parent;
4481         }
4482 }
4483
4484 /*
4485  * Foreign dirty flushing
4486  *
4487  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4488  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4489  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4490  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4491  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4492  * different cgroups isn't a common use-case.
4493  *
4494  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4495  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4496  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4497  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4498  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4499  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4500  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4501  * make writeback of the dirty pages happen.
4502  *
4503  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4504  * severely throttled after making some progress after each
4505  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4506  * completely idle.
4507  *
4508  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4509  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4510  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4511  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4512  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4513  *
4514  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4515  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4516  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4517  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4518  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4519  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4520  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4521  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4522  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4523  *
4524  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4525  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4526  * records are lockless and racy.
4527  */
4528 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4529                                              struct bdi_writeback *wb)
4530 {
4531         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4532         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4533         u64 now = get_jiffies_64();
4534         u64 oldest_at = now;
4535         int oldest = -1;
4536         int i;
4537
4538         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4539
4540         /*
4541          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4542          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4543          * written out.
4544          */
4545         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4546                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4547                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4548                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4549                         break;
4550                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4551                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4552                         oldest = i;
4553                         oldest_at = frn->at;
4554                 }
4555         }
4556
4557         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4558                 /*
4559                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4560                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4561                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4562                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4563                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4564                  */
4565                 unsigned long update_intv =
4566                         min_t(unsigned long, HZ,
4567                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4568
4569                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4570                         frn->at = now;
4571         } else if (oldest >= 0) {
4572                 /* replace the oldest free one */
4573                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4574                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4575                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4576                 frn->at = now;
4577         }
4578 }
4579
4580 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4581 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4582 {
4583         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4584         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4585         u64 now = jiffies_64;
4586         int i;
4587
4588         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4589                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4590
4591                 /*
4592                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4593                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4594                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4595                  * already one in flight.
4596                  */
4597                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4598                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4599                         frn->at = 0;
4600                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4601                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4602                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4603                                                &frn->done);
4604                 }
4605         }
4606 }
4607
4608 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4609
4610 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4611 {
4612         return 0;
4613 }
4614
4615 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4616 {
4617 }
4618
4619 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4620 {
4621 }
4622
4623 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4624
4625 /*
4626  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4627  *
4628  * "cgroup.event_control" implementation.
4629  *
4630  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4631  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4632  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4633  *
4634  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4635  * possible.
4636  */
4637
4638 /*
4639  * Unregister event and free resources.
4640  *
4641  * Gets called from workqueue.
4642  */
4643 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4644 {
4645         struct mem_cgroup_event *event =
4646                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4647         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4648
4649         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4650
4651         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4652
4653         /* Notify userspace the event is going away. */
4654         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4655
4656         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4657         kfree(event);
4658         css_put(&memcg->css);
4659 }
4660
4661 /*
4662  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4663  *
4664  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4665  */
4666 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4667                             int sync, void *key)
4668 {
4669         struct mem_cgroup_event *event =
4670                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4671         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4672         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4673
4674         if (flags & EPOLLHUP) {
4675                 /*
4676                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4677                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4678                  * for us.
4679                  *
4680                  * We can't race against event freeing since the other
4681                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4682                  * which we hold.
4683                  */
4684                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4685                 if (!list_empty(&event->list)) {
4686                         list_del_init(&event->list);
4687                         /*
4688                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
4689                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
4690                          */
4691                         schedule_work(&event->remove);
4692                 }
4693                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
4694         }
4695
4696         return 0;
4697 }
4698
4699 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
4700                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
4701 {
4702         struct mem_cgroup_event *event =
4703                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
4704
4705         event->wqh = wqh;
4706         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
4707 }
4708
4709 /*
4710  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4711  *
4712  * Parse input and register new cgroup event handler.
4713  *
4714  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
4715  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
4716  */
4717 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
4718                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4719 {
4720         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
4721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4722         struct mem_cgroup_event *event;
4723         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
4724         unsigned int efd, cfd;
4725         struct fd efile;
4726         struct fd cfile;
4727         const char *name;
4728         char *endp;
4729         int ret;
4730
4731         buf = strstrip(buf);
4732
4733         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4734         if (*endp != ' ')
4735                 return -EINVAL;
4736         buf = endp + 1;
4737
4738         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
4739         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
4740                 return -EINVAL;
4741         buf = endp + 1;
4742
4743         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4744         if (!event)
4745                 return -ENOMEM;
4746
4747         event->memcg = memcg;
4748         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
4749         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
4750         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
4751         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
4752
4753         efile = fdget(efd);
4754         if (!efile.file) {
4755                 ret = -EBADF;
4756                 goto out_kfree;
4757         }
4758
4759         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
4760         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
4761                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
4762                 goto out_put_efile;
4763         }
4764
4765         cfile = fdget(cfd);
4766         if (!cfile.file) {
4767                 ret = -EBADF;
4768                 goto out_put_eventfd;
4769         }
4770
4771         /* the process need read permission on control file */
4772         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
4773         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
4774         if (ret < 0)
4775                 goto out_put_cfile;
4776
4777         /*
4778          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
4779          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
4780          * about these events.  The following is crude but the whole thing
4781          * is for compatibility anyway.
4782          *
4783          * DO NOT ADD NEW FILES.
4784          */
4785         name = cfile.file->f_path.dentry->d_name.name;
4786
4787         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
4788                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
4789                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
4790         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
4791                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
4792                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
4793         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
4794                 event->register_event = vmpressure_register_event;
4795                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
4796         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
4797                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
4798                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
4799         } else {
4800                 ret = -EINVAL;
4801                 goto out_put_cfile;
4802         }
4803
4804         /*
4805          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
4806          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
4807          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
4808          */
4809         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cfile.file->f_path.dentry->d_parent,
4810                                                &memory_cgrp_subsys);
4811         ret = -EINVAL;
4812         if (IS_ERR(cfile_css))
4813                 goto out_put_cfile;
4814         if (cfile_css != css) {
4815                 css_put(cfile_css);
4816                 goto out_put_cfile;
4817         }
4818
4819         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
4820         if (ret)
4821                 goto out_put_css;
4822
4823         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
4824
4825         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
4826         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
4827         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
4828
4829         fdput(cfile);
4830         fdput(efile);
4831
4832         return nbytes;
4833
4834 out_put_css:
4835         css_put(css);
4836 out_put_cfile:
4837         fdput(cfile);
4838 out_put_eventfd:
4839         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4840 out_put_efile:
4841         fdput(efile);
4842 out_kfree:
4843         kfree(event);
4844
4845         return ret;
4846 }
4847
4848 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4849 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
4850 {
4851         /*
4852          * Deprecated.
4853          * Please, take a look at tools/cgroup/slabinfo.py .
4854          */
4855         return 0;
4856 }
4857 #endif
4858
4859 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
4860         {
4861                 .name = "usage_in_bytes",
4862                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4863                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4864         },
4865         {
4866                 .name = "max_usage_in_bytes",
4867                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4868                 .write = mem_cgroup_reset,
4869                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4870         },
4871         {
4872                 .name = "limit_in_bytes",
4873                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4874                 .write = mem_cgroup_write,
4875                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4876         },
4877         {
4878                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4879                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4880                 .write = mem_cgroup_write,
4881                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4882         },
4883         {
4884                 .name = "failcnt",
4885                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4886                 .write = mem_cgroup_reset,
4887                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4888         },
4889         {
4890                 .name = "stat",
4891                 .seq_show = memcg_stat_show,
4892         },
4893         {
4894                 .name = "force_empty",
4895                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
4896         },
4897         {
4898                 .name = "use_hierarchy",
4899                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4900                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4901         },
4902         {
4903                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
4904                 .write = memcg_write_event_control,
4905                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
4906         },
4907         {
4908                 .name = "swappiness",
4909                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4910                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4911         },
4912         {
4913                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4914                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4915                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4916         },
4917         {
4918                 .name = "oom_control",
4919                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
4920                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4921                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4922         },
4923         {
4924                 .name = "pressure_level",
4925         },
4926 #ifdef CONFIG_NUMA
4927         {
4928                 .name = "numa_stat",
4929                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
4930         },
4931 #endif
4932         {
4933                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
4934                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
4935                 .write = mem_cgroup_write,
4936                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4937         },
4938         {
4939                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
4940                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
4941                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4942         },
4943         {
4944                 .name = "kmem.failcnt",
4945                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
4946                 .write = mem_cgroup_reset,
4947                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4948         },
4949         {
4950                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
4951                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
4952                 .write = mem_cgroup_reset,
4953                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4954         },
4955 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
4956         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
4957         {
4958                 .name = "kmem.slabinfo",
4959                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
4960         },
4961 #endif
4962         {
4963                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
4964                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
4965                 .write = mem_cgroup_write,
4966                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4967         },
4968         {
4969                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
4970                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
4971                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4972         },
4973         {
4974                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
4975                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
4976                 .write = mem_cgroup_reset,
4977                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4978         },
4979         {
4980                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
4981                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
4982                 .write = mem_cgroup_reset,
4983                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
4984         },
4985         { },    /* terminate */
4986 };
4987
4988 /*
4989  * Private memory cgroup IDR
4990  *
4991  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
4992  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
4993  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
4994  * memory-controlled cgroups to 64k.
4995  *
4996  * However, there usually are many references to the offline CSS after
4997  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
4998  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
4999  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5000  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5001  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5002  *
5003  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5004  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5005  * when the CSS is offlined.
5006  *
5007  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5008  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5009  * those references are manageable from userspace.
5010  */
5011
5012 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5013
5014 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5015 {
5016         if (memcg->id.id > 0) {
5017                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5018                 memcg->id.id = 0;
5019         }
5020 }
5021
5022 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5023                                                   unsigned int n)
5024 {
5025         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5026 }
5027
5028 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5029 {
5030         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5031                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5032
5033                 /* Memcg ID pins CSS */
5034                 css_put(&memcg->css);
5035         }
5036 }
5037
5038 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5039 {
5040         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5041 }
5042
5043 /**
5044  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5045  * @id: the memcg id to look up
5046  *
5047  * Caller must hold rcu_read_lock().
5048  */
5049 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5050 {
5051         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5052         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5053 }
5054
5055 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5056 {
5057         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5058         int tmp = node;
5059         /*
5060          * This routine is called against possible nodes.
5061          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
5062          *
5063          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
5064          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
5065          *       function.
5066          */
5067         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
5068                 tmp = -1;
5069         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
5070         if (!pn)
5071                 return 1;
5072
5073         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5074                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5075         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5076                 kfree(pn);
5077                 return 1;
5078         }
5079
5080         lruvec_init(&pn->lruvec);
5081         pn->usage_in_excess = 0;
5082         pn->on_tree = false;
5083         pn->memcg = memcg;
5084
5085         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5086         return 0;
5087 }
5088
5089 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5090 {
5091         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5092
5093         if (!pn)
5094                 return;
5095
5096         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5097         kfree(pn);
5098 }
5099
5100 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5101 {
5102         int node;
5103
5104         for_each_node(node)
5105                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5106         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5107         kfree(memcg);
5108 }
5109
5110 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5111 {
5112         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5113         __mem_cgroup_free(memcg);
5114 }
5115
5116 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5117 {
5118         struct mem_cgroup *memcg;
5119         unsigned int size;
5120         int node;
5121         int __maybe_unused i;
5122         long error = -ENOMEM;
5123
5124         size = sizeof(struct mem_cgroup);
5125         size += nr_node_ids * sizeof(struct mem_cgroup_per_node *);
5126
5127         memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
5128         if (!memcg)
5129                 return ERR_PTR(error);
5130
5131         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5132                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX,
5133                                  GFP_KERNEL);
5134         if (memcg->id.id < 0) {
5135                 error = memcg->id.id;
5136                 goto fail;
5137         }
5138
5139         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5140                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5141         if (!memcg->vmstats_percpu)
5142                 goto fail;
5143
5144         for_each_node(node)
5145                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5146                         goto fail;
5147
5148         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5149                 goto fail;
5150
5151         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5152         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5153         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5154         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5155         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5156         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5157         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5158         memcg->socket_pressure = jiffies;
5159 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5160         memcg->kmemcg_id = -1;
5161         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5162 #endif
5163 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5164         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5165         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5166                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5167                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5168 #endif
5169 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5170         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5171         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5172         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5173 #endif
5174         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5175         return memcg;
5176 fail:
5177         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5178         __mem_cgroup_free(memcg);
5179         return ERR_PTR(error);
5180 }
5181
5182 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5183 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5184 {
5185         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5186         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5187         long error = -ENOMEM;
5188
5189         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5190         memcg = mem_cgroup_alloc();
5191         set_active_memcg(old_memcg);
5192         if (IS_ERR(memcg))
5193                 return ERR_CAST(memcg);
5194
5195         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5196         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5197         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5198         if (parent) {
5199                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5200                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5201
5202                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5203                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5204                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5205                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5206         } else {
5207                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5208                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5209                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5210                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5211
5212                 root_mem_cgroup = memcg;
5213                 return &memcg->css;
5214         }
5215
5216         /* The following stuff does not apply to the root */
5217         error = memcg_online_kmem(memcg);
5218         if (error)
5219                 goto fail;
5220
5221         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5222                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5223
5224         return &memcg->css;
5225 fail:
5226         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5227         mem_cgroup_free(memcg);
5228         return ERR_PTR(error);
5229 }
5230
5231 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5232 {
5233         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5234
5235         /*
5236          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5237          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5238          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5239          */
5240         if (alloc_shrinker_info(memcg)) {
5241                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5242                 return -ENOMEM;
5243         }
5244
5245         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5246         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5247         css_get(css);
5248
5249         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5250                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5251                                    2UL*HZ);
5252         return 0;
5253 }
5254
5255 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5256 {
5257         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5258         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5259
5260         /*
5261          * Unregister events and notify userspace.
5262          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5263          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5264          */
5265         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5266         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5267                 list_del_init(&event->list);
5268                 schedule_work(&event->remove);
5269         }
5270         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5271
5272         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5273         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5274
5275         memcg_offline_kmem(memcg);
5276         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5277         wb_memcg_offline(memcg);
5278
5279         drain_all_stock(memcg);
5280
5281         mem_cgroup_id_put(memcg);
5282 }
5283
5284 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5285 {
5286         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5287
5288         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5289 }
5290
5291 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5292 {
5293         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5294         int __maybe_unused i;
5295
5296 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5297         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5298                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5299 #endif
5300         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5301                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5302
5303         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5304                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5305
5306         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5307         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5308         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5309         free_shrinker_info(memcg);
5310
5311         /* Need to offline kmem if online_css() fails */
5312         memcg_offline_kmem(memcg);
5313         mem_cgroup_free(memcg);
5314 }
5315
5316 /**
5317  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5318  * @css: the target css
5319  *
5320  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5321  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5322  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5323  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5324  * made visible again.
5325  *
5326  * The current implementation only resets the essential configurations.
5327  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5328  */
5329 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5330 {
5331         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5332
5333         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5334         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5335         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5336         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5337         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5338         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5339         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5340         memcg->soft_limit = PAGE_COUNTER_MAX;
5341         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5342         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5343 }
5344
5345 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5346 {
5347         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5348         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5349         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5350         long delta, v;
5351         int i, nid;
5352
5353         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5354
5355         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5356                 /*
5357                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5358                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5359                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5360                  */
5361                 delta = memcg->vmstats.state_pending[i];
5362                 if (delta)
5363                         memcg->vmstats.state_pending[i] = 0;
5364
5365                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5366                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5367                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5368                         delta += v - statc->state_prev[i];
5369                         statc->state_prev[i] = v;
5370                 }
5371
5372                 if (!delta)
5373                         continue;
5374
5375                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5376                 memcg->vmstats.state[i] += delta;
5377                 if (parent)
5378                         parent->vmstats.state_pending[i] += delta;
5379         }
5380
5381         for (i = 0; i < NR_VM_EVENT_ITEMS; i++) {
5382                 delta = memcg->vmstats.events_pending[i];
5383                 if (delta)
5384                         memcg->vmstats.events_pending[i] = 0;
5385
5386                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5387                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5388                         delta += v - statc->events_prev[i];
5389                         statc->events_prev[i] = v;
5390                 }
5391
5392                 if (!delta)
5393                         continue;
5394
5395                 memcg->vmstats.events[i] += delta;
5396                 if (parent)
5397                         parent->vmstats.events_pending[i] += delta;
5398         }
5399
5400         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5401                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5402                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5403                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5404
5405                 if (parent)
5406                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5407
5408                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5409
5410                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5411                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5412                         if (delta)
5413                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5414
5415                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5416                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5417                                 delta += v - lstatc->state_prev[i];
5418                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5419                         }
5420
5421                         if (!delta)
5422                                 continue;
5423
5424                         pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5425                         if (ppn)
5426                                 ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5427                 }
5428         }
5429 }
5430
5431 #ifdef CONFIG_MMU
5432 /* Handlers for move charge at task migration. */
5433 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5434 {
5435         int ret;
5436
5437         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5438         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5439         if (!ret) {
5440                 mc.precharge += count;
5441                 return ret;
5442         }
5443
5444         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5445         while (count--) {
5446                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5447                 if (ret)
5448                         return ret;
5449                 mc.precharge++;
5450                 cond_resched();
5451         }
5452         return 0;
5453 }
5454
5455 union mc_target {
5456         struct page     *page;
5457         swp_entry_t     ent;
5458 };
5459
5460 enum mc_target_type {
5461         MC_TARGET_NONE = 0,
5462         MC_TARGET_PAGE,
5463         MC_TARGET_SWAP,
5464         MC_TARGET_DEVICE,
5465 };
5466
5467 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5468                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5469 {
5470         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5471
5472         if (!page || !page_mapped(page))
5473                 return NULL;
5474         if (PageAnon(page)) {
5475                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5476                         return NULL;
5477         } else {
5478                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5479                         return NULL;
5480         }
5481         if (!get_page_unless_zero(page))
5482                 return NULL;
5483
5484         return page;
5485 }
5486
5487 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5488 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5489                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5490 {
5491         struct page *page = NULL;
5492         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5493
5494         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5495                 return NULL;
5496
5497         /*
5498          * Handle MEMORY_DEVICE_PRIVATE which are ZONE_DEVICE page belonging to
5499          * a device and because they are not accessible by CPU they are store
5500          * as special swap entry in the CPU page table.
5501          */
5502         if (is_device_private_entry(ent)) {
5503                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5504                 /*
5505                  * MEMORY_DEVICE_PRIVATE means ZONE_DEVICE page and which have
5506                  * a refcount of 1 when free (unlike normal page)
5507                  */
5508                 if (!page_ref_add_unless(page, 1, 1))
5509                         return NULL;
5510                 return page;
5511         }
5512
5513         if (non_swap_entry(ent))
5514                 return NULL;
5515
5516         /*
5517          * Because lookup_swap_cache() updates some statistics counter,
5518          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5519          */
5520         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5521         entry->val = ent.val;
5522
5523         return page;
5524 }
5525 #else
5526 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5527                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5528 {
5529         return NULL;
5530 }
5531 #endif
5532
5533 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5534                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5535 {
5536         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5537                 return NULL;
5538         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5539                 return NULL;
5540
5541         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5542         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5543         return find_get_incore_page(vma->vm_file->f_mapping,
5544                         linear_page_index(vma, addr));
5545 }
5546
5547 /**
5548  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5549  * @page: the page
5550  * @compound: charge the page as compound or small page
5551  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5552  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5553  *
5554  * The caller must make sure the page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
5555  *
5556  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5557  * from old cgroup.
5558  */
5559 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5560                                    bool compound,
5561                                    struct mem_cgroup *from,
5562                                    struct mem_cgroup *to)
5563 {
5564         struct folio *folio = page_folio(page);
5565         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5566         struct pglist_data *pgdat;
5567         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5568         int nid, ret;
5569
5570         VM_BUG_ON(from == to);
5571         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5572         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5573
5574         /*
5575          * Prevent mem_cgroup_migrate() from looking at
5576          * page's memory cgroup of its source page while we change it.
5577          */
5578         ret = -EBUSY;
5579         if (!folio_trylock(folio))
5580                 goto out;
5581
5582         ret = -EINVAL;
5583         if (folio_memcg(folio) != from)
5584                 goto out_unlock;
5585
5586         pgdat = folio_pgdat(folio);
5587         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5588         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5589
5590         folio_memcg_lock(folio);
5591
5592         if (folio_test_anon(folio)) {
5593                 if (folio_mapped(folio)) {
5594                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5595                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5596                         if (folio_test_transhuge(folio)) {
5597                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5598                                                    -nr_pages);
5599                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5600                                                    nr_pages);
5601                         }
5602                 }
5603         } else {
5604                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5605                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5606
5607                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
5608                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5609                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5610                 }
5611
5612                 if (folio_mapped(folio)) {
5613                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5614                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5615                 }
5616
5617                 if (folio_test_dirty(folio)) {
5618                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
5619
5620                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5621                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5622                                                    -nr_pages);
5623                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
5624                                                    nr_pages);
5625                         }
5626                 }
5627         }
5628
5629         if (folio_test_writeback(folio)) {
5630                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
5631                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
5632         }
5633
5634         /*
5635          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
5636          *
5637          * It is safe to change page's memcg here because the page
5638          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
5639          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
5640          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
5641          *
5642          * Note that lock_page_memcg is a memcg lock, not a page lock,
5643          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
5644          * new memcg that isn't locked, the above state can change
5645          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
5646          */
5647         smp_mb();
5648
5649         css_get(&to->css);
5650         css_put(&from->css);
5651
5652         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
5653
5654         __folio_memcg_unlock(from);
5655
5656         ret = 0;
5657         nid = folio_nid(folio);
5658
5659         local_irq_disable();
5660         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
5661         memcg_check_events(to, nid);
5662         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
5663         memcg_check_events(from, nid);
5664         local_irq_enable();
5665 out_unlock:
5666         folio_unlock(folio);
5667 out:
5668         return ret;
5669 }
5670
5671 /**
5672  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5673  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5674  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5675  * @ptent: the pte to be checked
5676  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5677  *
5678  * Returns
5679  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5680  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5681  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5682  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5683  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5684  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5685  *     in target->ent.
5686  *   3(MC_TARGET_DEVICE): like MC_TARGET_PAGE  but page is MEMORY_DEVICE_PRIVATE
5687  *     (so ZONE_DEVICE page and thus not on the lru).
5688  *     For now we such page is charge like a regular page would be as for all
5689  *     intent and purposes it is just special memory taking the place of a
5690  *     regular page.
5691  *
5692  *     See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
5693  *
5694  * Called with pte lock held.
5695  */
5696
5697 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5698                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5699 {
5700         struct page *page = NULL;
5701         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5702         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5703
5704         if (pte_present(ptent))
5705                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5706         else if (is_swap_pte(ptent))
5707                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
5708         else if (pte_none(ptent))
5709                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
5710
5711         if (!page && !ent.val)
5712                 return ret;
5713         if (page) {
5714                 /*
5715                  * Do only loose check w/o serialization.
5716                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
5717                  * not under LRU exclusion.
5718                  */
5719                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
5720                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5721                         if (is_device_private_page(page))
5722                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
5723                         if (target)
5724                                 target->page = page;
5725                 }
5726                 if (!ret || !target)
5727                         put_page(page);
5728         }
5729         /*
5730          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
5731          * But we cannot move a tail-page in a THP.
5732          */
5733         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
5734             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5735                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5736                 if (target)
5737                         target->ent = ent;
5738         }
5739         return ret;
5740 }
5741
5742 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5743 /*
5744  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
5745  * not support them for now.
5746  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5747  */
5748 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5749                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5750 {
5751         struct page *page = NULL;
5752         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5753
5754         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
5755                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
5756                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
5757                 return ret;
5758         }
5759         page = pmd_page(pmd);
5760         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
5761         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5762                 return ret;
5763         if (page_memcg(page) == mc.from) {
5764                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5765                 if (target) {
5766                         get_page(page);
5767                         target->page = page;
5768                 }
5769         }
5770         return ret;
5771 }
5772 #else
5773 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5774                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5775 {
5776         return MC_TARGET_NONE;
5777 }
5778 #endif
5779
5780 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5781                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5782                                         struct mm_walk *walk)
5783 {
5784         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5785         pte_t *pte;
5786         spinlock_t *ptl;
5787
5788         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5789         if (ptl) {
5790                 /*
5791                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
5792                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
5793                  * this might change.
5794                  */
5795                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5796                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5797                 spin_unlock(ptl);
5798                 return 0;
5799         }
5800
5801         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5802                 return 0;
5803         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5804         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5805                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5806                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5807         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5808         cond_resched();
5809
5810         return 0;
5811 }
5812
5813 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
5814         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5815 };
5816
5817 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5818 {
5819         unsigned long precharge;
5820
5821         mmap_read_lock(mm);
5822         walk_page_range(mm, 0, mm->highest_vm_end, &precharge_walk_ops, NULL);
5823         mmap_read_unlock(mm);
5824
5825         precharge = mc.precharge;
5826         mc.precharge = 0;
5827
5828         return precharge;
5829 }
5830
5831 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5832 {
5833         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5834
5835         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5836         mc.moving_task = current;
5837         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5838 }
5839
5840 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5841 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5842 {
5843         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5844         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5845
5846         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5847         if (mc.precharge) {
5848                 cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5849                 mc.precharge = 0;
5850         }
5851         /*
5852          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5853          * we must uncharge here.
5854          */
5855         if (mc.moved_charge) {
5856                 cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5857                 mc.moved_charge = 0;
5858         }
5859         /* we must fixup refcnts and charges */
5860         if (mc.moved_swap) {
5861                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5862                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5863                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
5864
5865                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
5866
5867                 /*
5868                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
5869                  * should uncharge to->memory.
5870                  */
5871                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
5872                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
5873
5874                 mc.moved_swap = 0;
5875         }
5876         memcg_oom_recover(from);
5877         memcg_oom_recover(to);
5878         wake_up_all(&mc.waitq);
5879 }
5880
5881 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5882 {
5883         struct mm_struct *mm = mc.mm;
5884
5885         /*
5886          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5887          * task migration.
5888          */
5889         mc.moving_task = NULL;
5890         __mem_cgroup_clear_mc();
5891         spin_lock(&mc.lock);
5892         mc.from = NULL;
5893         mc.to = NULL;
5894         mc.mm = NULL;
5895         spin_unlock(&mc.lock);
5896
5897         mmput(mm);
5898 }
5899
5900 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5901 {
5902         struct cgroup_subsys_state *css;
5903         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
5904         struct mem_cgroup *from;
5905         struct task_struct *leader, *p;
5906         struct mm_struct *mm;
5907         unsigned long move_flags;
5908         int ret = 0;
5909
5910         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
5911         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
5912                 return 0;
5913
5914         /*
5915          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
5916          * where charge immigration is not used.  Perform charge
5917          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
5918          * multiple.
5919          */
5920         p = NULL;
5921         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
5922                 WARN_ON_ONCE(p);
5923                 p = leader;
5924                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5925         }
5926         if (!p)
5927                 return 0;
5928
5929         /*
5930          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
5931          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
5932          * So we need to save it, and keep it going.
5933          */
5934         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
5935         if (!move_flags)
5936                 return 0;
5937
5938         from = mem_cgroup_from_task(p);
5939
5940         VM_BUG_ON(from == memcg);
5941
5942         mm = get_task_mm(p);
5943         if (!mm)
5944                 return 0;
5945         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5946         if (mm->owner == p) {
5947                 VM_BUG_ON(mc.from);
5948                 VM_BUG_ON(mc.to);
5949                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
5950                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5951                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5952
5953                 spin_lock(&mc.lock);
5954                 mc.mm = mm;
5955                 mc.from = from;
5956                 mc.to = memcg;
5957                 mc.flags = move_flags;
5958                 spin_unlock(&mc.lock);
5959                 /* We set mc.moving_task later */
5960
5961                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5962                 if (ret)
5963                         mem_cgroup_clear_mc();
5964         } else {
5965                 mmput(mm);
5966         }
5967         return ret;
5968 }
5969
5970 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
5971 {
5972         if (mc.to)
5973                 mem_cgroup_clear_mc();
5974 }
5975
5976 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5977                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5978                                 struct mm_walk *walk)
5979 {
5980         int ret = 0;
5981         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
5982         pte_t *pte;
5983         spinlock_t *ptl;
5984         enum mc_target_type target_type;
5985         union mc_target target;
5986         struct page *page;
5987
5988         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
5989         if (ptl) {
5990                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5991                         spin_unlock(ptl);
5992                         return 0;
5993                 }
5994                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5995                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5996                         page = target.page;
5997                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5998                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
5999                                                              mc.from, mc.to)) {
6000                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6001                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6002                                 }
6003                                 putback_lru_page(page);
6004                         }
6005                         put_page(page);
6006                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6007                         page = target.page;
6008                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6009                                                      mc.from, mc.to)) {
6010                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6011                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6012                         }
6013                         put_page(page);
6014                 }
6015                 spin_unlock(ptl);
6016                 return 0;
6017         }
6018
6019         if (pmd_trans_unstable(pmd))
6020                 return 0;
6021 retry:
6022         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6023         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6024                 pte_t ptent = *(pte++);
6025                 bool device = false;
6026                 swp_entry_t ent;
6027
6028                 if (!mc.precharge)
6029                         break;
6030
6031                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6032                 case MC_TARGET_DEVICE:
6033                         device = true;
6034                         fallthrough;
6035                 case MC_TARGET_PAGE:
6036                         page = target.page;
6037                         /*
6038                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6039                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6040                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6041                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6042                          */
6043                         if (PageTransCompound(page))
6044                                 goto put;
6045                         if (!device && isolate_lru_page(page))
6046                                 goto put;
6047                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6048                                                 mc.from, mc.to)) {
6049                                 mc.precharge--;
6050                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6051                                 mc.moved_charge++;
6052                         }
6053                         if (!device)
6054                                 putback_lru_page(page);
6055 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
6056                         put_page(page);
6057                         break;
6058                 case MC_TARGET_SWAP:
6059                         ent = target.ent;
6060                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6061                                 mc.precharge--;
6062                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6063                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6064                                 mc.moved_swap++;
6065                         }
6066                         break;
6067                 default:
6068                         break;
6069                 }
6070         }
6071         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6072         cond_resched();
6073
6074         if (addr != end) {
6075                 /*
6076                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6077                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6078                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6079                  * phase.
6080                  */
6081                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6082                 if (!ret)
6083                         goto retry;
6084         }
6085
6086         return ret;
6087 }
6088
6089 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6090         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6091 };
6092
6093 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6094 {
6095         lru_add_drain_all();
6096         /*
6097          * Signal lock_page_memcg() to take the memcg's move_lock
6098          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6099          * for already started RCU-only updates to finish.
6100          */
6101         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6102         synchronize_rcu();
6103 retry:
6104         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6105                 /*
6106                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6107                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6108                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6109                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6110                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6111                  */
6112                 __mem_cgroup_clear_mc();
6113                 cond_resched();
6114                 goto retry;
6115         }
6116         /*
6117          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6118          * additional charge, the page walk just aborts.
6119          */
6120         walk_page_range(mc.mm, 0, mc.mm->highest_vm_end, &charge_walk_ops,
6121                         NULL);
6122
6123         mmap_read_unlock(mc.mm);
6124         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6125 }
6126
6127 static void mem_cgroup_move_task(void)
6128 {
6129         if (mc.to) {
6130                 mem_cgroup_move_charge();
6131                 mem_cgroup_clear_mc();
6132         }
6133 }
6134 #else   /* !CONFIG_MMU */
6135 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6136 {
6137         return 0;
6138 }
6139 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6140 {
6141 }
6142 static void mem_cgroup_move_task(void)
6143 {
6144 }
6145 #endif
6146
6147 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6148 {
6149         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6150                 seq_puts(m, "max\n");
6151         else
6152                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6153
6154         return 0;
6155 }
6156
6157 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6158                                struct cftype *cft)
6159 {
6160         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6161
6162         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6163 }
6164
6165 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6166 {
6167         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6168                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6169 }
6170
6171 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6172                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6173 {
6174         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6175         unsigned long min;
6176         int err;
6177
6178         buf = strstrip(buf);
6179         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6180         if (err)
6181                 return err;
6182
6183         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6184
6185         return nbytes;
6186 }
6187
6188 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6189 {
6190         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6191                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6192 }
6193
6194 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6195                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6196 {
6197         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6198         unsigned long low;
6199         int err;
6200
6201         buf = strstrip(buf);
6202         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6203         if (err)
6204                 return err;
6205
6206         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6207
6208         return nbytes;
6209 }
6210
6211 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6212 {
6213         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6214                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6215 }
6216
6217 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6218                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6219 {
6220         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6221         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6222         bool drained = false;
6223         unsigned long high;
6224         int err;
6225
6226         buf = strstrip(buf);
6227         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6228         if (err)
6229                 return err;
6230
6231         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6232
6233         for (;;) {
6234                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6235                 unsigned long reclaimed;
6236
6237                 if (nr_pages <= high)
6238                         break;
6239
6240                 if (signal_pending(current))
6241                         break;
6242
6243                 if (!drained) {
6244                         drain_all_stock(memcg);
6245                         drained = true;
6246                         continue;
6247                 }
6248
6249                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6250                                                          GFP_KERNEL, true);
6251
6252                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6253                         break;
6254         }
6255
6256         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6257         return nbytes;
6258 }
6259
6260 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6261 {
6262         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6263                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6264 }
6265
6266 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6267                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6268 {
6269         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6270         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6271         bool drained = false;
6272         unsigned long max;
6273         int err;
6274
6275         buf = strstrip(buf);
6276         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6277         if (err)
6278                 return err;
6279
6280         xchg(&memcg->memory.max, max);
6281
6282         for (;;) {
6283                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6284
6285                 if (nr_pages <= max)
6286                         break;
6287
6288                 if (signal_pending(current))
6289                         break;
6290
6291                 if (!drained) {
6292                         drain_all_stock(memcg);
6293                         drained = true;
6294                         continue;
6295                 }
6296
6297                 if (nr_reclaims) {
6298                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6299                                                           GFP_KERNEL, true))
6300                                 nr_reclaims--;
6301                         continue;
6302                 }
6303
6304                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6305                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6306                         break;
6307         }
6308
6309         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6310         return nbytes;
6311 }
6312
6313 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6314 {
6315         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6316         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6317         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6318         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6319         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6320                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6321 }
6322
6323 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6324 {
6325         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6326
6327         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6328         return 0;
6329 }
6330
6331 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6332 {
6333         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6334
6335         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6336         return 0;
6337 }
6338
6339 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6340 {
6341         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6342         char *buf;
6343
6344         buf = memory_stat_format(memcg);
6345         if (!buf)
6346                 return -ENOMEM;
6347         seq_puts(m, buf);
6348         kfree(buf);
6349         return 0;
6350 }
6351
6352 #ifdef CONFIG_NUMA
6353 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6354                                                      int item)
6355 {
6356         return lruvec_page_state(lruvec, item) * memcg_page_state_unit(item);
6357 }
6358
6359 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6360 {
6361         int i;
6362         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6363
6364         mem_cgroup_flush_stats();
6365
6366         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6367                 int nid;
6368
6369                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6370                         continue;
6371
6372                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6373                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6374                         u64 size;
6375                         struct lruvec *lruvec;
6376
6377                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6378                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6379                                                         memory_stats[i].idx);
6380                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6381                 }
6382                 seq_putc(m, '\n');
6383         }
6384
6385         return 0;
6386 }
6387 #endif
6388
6389 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6390 {
6391         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6392
6393         seq_printf(m, "%d\n", memcg->oom_group);
6394
6395         return 0;
6396 }
6397
6398 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6399                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6400 {
6401         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6402         int ret, oom_group;
6403
6404         buf = strstrip(buf);
6405         if (!buf)
6406                 return -EINVAL;
6407
6408         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6409         if (ret)
6410                 return ret;
6411
6412         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6413                 return -EINVAL;
6414
6415         memcg->oom_group = oom_group;
6416
6417         return nbytes;
6418 }
6419
6420 static struct cftype memory_files[] = {
6421         {
6422                 .name = "current",
6423                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6424                 .read_u64 = memory_current_read,
6425         },
6426         {
6427                 .name = "min",
6428                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6429                 .seq_show = memory_min_show,
6430                 .write = memory_min_write,
6431         },
6432         {
6433                 .name = "low",
6434                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6435                 .seq_show = memory_low_show,
6436                 .write = memory_low_write,
6437         },
6438         {
6439                 .name = "high",
6440                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6441                 .seq_show = memory_high_show,
6442                 .write = memory_high_write,
6443         },
6444         {
6445                 .name = "max",
6446                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6447                 .seq_show = memory_max_show,
6448                 .write = memory_max_write,
6449         },
6450         {
6451                 .name = "events",
6452                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6453                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
6454                 .seq_show = memory_events_show,
6455         },
6456         {
6457                 .name = "events.local",
6458                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6459                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
6460                 .seq_show = memory_events_local_show,
6461         },
6462         {
6463                 .name = "stat",
6464                 .seq_show = memory_stat_show,
6465         },
6466 #ifdef CONFIG_NUMA
6467         {
6468                 .name = "numa_stat",
6469                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
6470         },
6471 #endif
6472         {
6473                 .name = "oom.group",
6474                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
6475                 .seq_show = memory_oom_group_show,
6476                 .write = memory_oom_group_write,
6477         },
6478         { }     /* terminate */
6479 };
6480
6481 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
6482         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
6483         .css_online = mem_cgroup_css_online,
6484         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
6485         .css_released = mem_cgroup_css_released,
6486         .css_free = mem_cgroup_css_free,
6487         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
6488         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
6489         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
6490         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
6491         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
6492         .dfl_cftypes = memory_files,
6493         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
6494         .early_init = 0,
6495 };
6496
6497 /*
6498  * This function calculates an individual cgroup's effective
6499  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
6500  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
6501  * distribution in the tree.
6502  *
6503  * The following rules apply to the effective protection values:
6504  *
6505  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
6506  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
6507  *
6508  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
6509  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
6510  *    parent's effective protection.
6511  *
6512  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
6513  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
6514  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
6515  *    distributed to the children in proportion to how much protection
6516  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
6517  *
6518  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
6519  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
6520  *    the unused remainder is available to its siblings.
6521  *
6522  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
6523  *    given level, the distribution of the larger parental protection
6524  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
6525  *    is capped to its own memory.min/low setting.
6526  *
6527  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
6528  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
6529  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
6530  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
6531  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
6532  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
6533  *    the shared parental protection budget, but it protects the
6534  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
6535  *
6536  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
6537  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
6538  * neighboring subtrees.
6539  */
6540 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
6541                                           unsigned long parent_usage,
6542                                           unsigned long setting,
6543                                           unsigned long parent_effective,
6544                                           unsigned long siblings_protected)
6545 {
6546         unsigned long protected;
6547         unsigned long ep;
6548
6549         protected = min(usage, setting);
6550         /*
6551          * If all cgroups at this level combined claim and use more
6552          * protection then what the parent affords them, distribute
6553          * shares in proportion to utilization.
6554          *
6555          * We are using actual utilization rather than the statically
6556          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
6557          * but unused protection is available to siblings that would
6558          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
6559          */
6560         if (siblings_protected > parent_effective)
6561                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
6562
6563         /*
6564          * Ok, utilized protection of all children is within what the
6565          * parent affords them, so we know whatever this child claims
6566          * and utilizes is effectively protected.
6567          *
6568          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
6569          * will apply pressure in proportion to that amount.
6570          *
6571          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
6572          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
6573          * protection than what the group could enjoy in theory. This
6574          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
6575          * protection is always dependent on how memory is actually
6576          * consumed among the siblings anyway.
6577          */
6578         ep = protected;
6579
6580         /*
6581          * If the children aren't claiming (all of) the protection
6582          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
6583          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
6584          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
6585          * other compete freely over the allowance, but they are
6586          * collectively protected from neighboring trees.
6587          *
6588          * We're using unprotected memory for the weight so that if
6589          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
6590          * the same bytes twice.
6591          *
6592          * Check both usage and parent_usage against the respective
6593          * protected values. One should imply the other, but they
6594          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
6595          */
6596         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
6597                 return ep;
6598         if (parent_effective > siblings_protected &&
6599             parent_usage > siblings_protected &&
6600             usage > protected) {
6601                 unsigned long unclaimed;
6602
6603                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
6604                 unclaimed *= usage - protected;
6605                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
6606
6607                 ep += unclaimed;
6608         }
6609
6610         return ep;
6611 }
6612
6613 /**
6614  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
6615  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
6616  * @memcg: the memory cgroup to check
6617  *
6618  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
6619  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
6620  */
6621 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
6622                                      struct mem_cgroup *memcg)
6623 {
6624         unsigned long usage, parent_usage;
6625         struct mem_cgroup *parent;
6626
6627         if (mem_cgroup_disabled())
6628                 return;
6629
6630         if (!root)
6631                 root = root_mem_cgroup;
6632
6633         /*
6634          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
6635          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
6636          * details.
6637          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
6638          * that special casing.
6639          */
6640         if (memcg == root)
6641                 return;
6642
6643         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
6644         if (!usage)
6645                 return;
6646
6647         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
6648         /* No parent means a non-hierarchical mode on v1 memcg */
6649         if (!parent)
6650                 return;
6651
6652         if (parent == root) {
6653                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
6654                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
6655                 return;
6656         }
6657
6658         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
6659
6660         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
6661                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
6662                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
6663                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
6664
6665         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
6666                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
6667                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
6668                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
6669 }
6670
6671 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
6672                         gfp_t gfp)
6673 {
6674         long nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6675         int ret;
6676
6677         ret = try_charge(memcg, gfp, nr_pages);
6678         if (ret)
6679                 goto out;
6680
6681         css_get(&memcg->css);
6682         commit_charge(folio, memcg);
6683
6684         local_irq_disable();
6685         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6686         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
6687         local_irq_enable();
6688 out:
6689         return ret;
6690 }
6691
6692 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
6693 {
6694         struct mem_cgroup *memcg;
6695         int ret;
6696
6697         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6698         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6699         css_put(&memcg->css);
6700
6701         return ret;
6702 }
6703
6704 /**
6705  * mem_cgroup_swapin_charge_page - charge a newly allocated page for swapin
6706  * @page: page to charge
6707  * @mm: mm context of the victim
6708  * @gfp: reclaim mode
6709  * @entry: swap entry for which the page is allocated
6710  *
6711  * This function charges a page allocated for swapin. Please call this before
6712  * adding the page to the swapcache.
6713  *
6714  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
6715  */
6716 int mem_cgroup_swapin_charge_page(struct page *page, struct mm_struct *mm,
6717                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
6718 {
6719         struct folio *folio = page_folio(page);
6720         struct mem_cgroup *memcg;
6721         unsigned short id;
6722         int ret;
6723
6724         if (mem_cgroup_disabled())
6725                 return 0;
6726
6727         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
6728         rcu_read_lock();
6729         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
6730         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
6731                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
6732         rcu_read_unlock();
6733
6734         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
6735
6736         css_put(&memcg->css);
6737         return ret;
6738 }
6739
6740 /*
6741  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
6742  * @entry: swap entry for which the page is charged
6743  *
6744  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
6745  *
6746  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
6747  * is order 0 page.
6748  */
6749 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
6750 {
6751         /*
6752          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
6753          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
6754          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
6755          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
6756          * the entire time.
6757          *
6758          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
6759          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
6760          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
6761          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
6762          */
6763         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
6764                 /*
6765                  * The swap entry might not get freed for a long time,
6766                  * let's not wait for it.  The page already received a
6767                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
6768                  */
6769                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
6770         }
6771 }
6772
6773 struct uncharge_gather {
6774         struct mem_cgroup *memcg;
6775         unsigned long nr_memory;
6776         unsigned long pgpgout;
6777         unsigned long nr_kmem;
6778         int nid;
6779 };
6780
6781 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
6782 {
6783         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
6784 }
6785
6786 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
6787 {
6788         unsigned long flags;
6789
6790         if (ug->nr_memory) {
6791                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
6792                 if (do_memsw_account())
6793                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
6794                 if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && ug->nr_kmem)
6795                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->kmem, ug->nr_kmem);
6796                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
6797         }
6798
6799         local_irq_save(flags);
6800         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
6801         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
6802         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
6803         local_irq_restore(flags);
6804
6805         /* drop reference from uncharge_folio */
6806         css_put(&ug->memcg->css);
6807 }
6808
6809 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
6810 {
6811         long nr_pages;
6812         struct mem_cgroup *memcg;
6813         struct obj_cgroup *objcg;
6814         bool use_objcg = folio_memcg_kmem(folio);
6815
6816         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
6817
6818         /*
6819          * Nobody should be changing or seriously looking at
6820          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
6821          * exclusive access to the folio.
6822          */
6823         if (use_objcg) {
6824                 objcg = __folio_objcg(folio);
6825                 /*
6826                  * This get matches the put at the end of the function and
6827                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
6828                  */
6829                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
6830         } else {
6831                 memcg = __folio_memcg(folio);
6832         }
6833
6834         if (!memcg)
6835                 return;
6836
6837         if (ug->memcg != memcg) {
6838                 if (ug->memcg) {
6839                         uncharge_batch(ug);
6840                         uncharge_gather_clear(ug);
6841                 }
6842                 ug->memcg = memcg;
6843                 ug->nid = folio_nid(folio);
6844
6845                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
6846                 css_get(&memcg->css);
6847         }
6848
6849         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
6850
6851         if (use_objcg) {
6852                 ug->nr_memory += nr_pages;
6853                 ug->nr_kmem += nr_pages;
6854
6855                 folio->memcg_data = 0;
6856                 obj_cgroup_put(objcg);
6857         } else {
6858                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
6859                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
6860                         ug->nr_memory += nr_pages;
6861                 ug->pgpgout++;
6862
6863                 folio->memcg_data = 0;
6864         }
6865
6866         css_put(&memcg->css);
6867 }
6868
6869 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
6870 {
6871         struct uncharge_gather ug;
6872
6873         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
6874         if (!folio_memcg(folio))
6875                 return;
6876
6877         uncharge_gather_clear(&ug);
6878         uncharge_folio(folio, &ug);
6879         uncharge_batch(&ug);
6880 }
6881
6882 /**
6883  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
6884  * @page_list: list of pages to uncharge
6885  *
6886  * Uncharge a list of pages previously charged with
6887  * __mem_cgroup_charge().
6888  */
6889 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
6890 {
6891         struct uncharge_gather ug;
6892         struct folio *folio;
6893
6894         uncharge_gather_clear(&ug);
6895         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
6896                 uncharge_folio(folio, &ug);
6897         if (ug.memcg)
6898                 uncharge_batch(&ug);
6899 }
6900
6901 /**
6902  * mem_cgroup_migrate - Charge a folio's replacement.
6903  * @old: Currently circulating folio.
6904  * @new: Replacement folio.
6905  *
6906  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
6907  * be uncharged upon free.
6908  *
6909  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
6910  */
6911 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
6912 {
6913         struct mem_cgroup *memcg;
6914         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
6915         unsigned long flags;
6916
6917         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
6918         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
6919         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
6920         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
6921
6922         if (mem_cgroup_disabled())
6923                 return;
6924
6925         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
6926         if (folio_memcg(new))
6927                 return;
6928
6929         memcg = folio_memcg(old);
6930         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
6931         if (!memcg)
6932                 return;
6933
6934         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
6935         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
6936                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
6937                 if (do_memsw_account())
6938                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
6939         }
6940
6941         css_get(&memcg->css);
6942         commit_charge(new, memcg);
6943
6944         local_irq_save(flags);
6945         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
6946         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
6947         local_irq_restore(flags);
6948 }
6949
6950 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
6951 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
6952
6953 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
6954 {
6955         struct mem_cgroup *memcg;
6956
6957         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
6958                 return;
6959
6960         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
6961         if (in_interrupt())
6962                 return;
6963
6964         rcu_read_lock();
6965         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
6966         if (memcg == root_mem_cgroup)
6967                 goto out;
6968         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
6969                 goto out;
6970         if (css_tryget(&memcg->css))
6971                 sk->sk_memcg = memcg;
6972 out:
6973         rcu_read_unlock();
6974 }
6975
6976 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
6977 {
6978         if (sk->sk_memcg)
6979                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
6980 }
6981
6982 /**
6983  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
6984  * @memcg: memcg to charge
6985  * @nr_pages: number of pages to charge
6986  * @gfp_mask: reclaim mode
6987  *
6988  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
6989  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
6990  */
6991 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
6992                              gfp_t gfp_mask)
6993 {
6994         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
6995                 struct page_counter *fail;
6996
6997                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
6998                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
6999                         return true;
7000                 }
7001                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7002                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7003                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7004                         return true;
7005                 }
7006                 return false;
7007         }
7008
7009         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7010                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7011                 return true;
7012         }
7013
7014         return false;
7015 }
7016
7017 /**
7018  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7019  * @memcg: memcg to uncharge
7020  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7021  */
7022 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7023 {
7024         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7025                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7026                 return;
7027         }
7028
7029         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7030
7031         refill_stock(memcg, nr_pages);
7032 }
7033
7034 static int __init cgroup_memory(char *s)
7035 {
7036         char *token;
7037
7038         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7039                 if (!*token)
7040                         continue;
7041                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7042                         cgroup_memory_nosocket = true;
7043                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7044                         cgroup_memory_nokmem = true;
7045         }
7046         return 0;
7047 }
7048 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7049
7050 /*
7051  * subsys_initcall() for memory controller.
7052  *
7053  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7054  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7055  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7056  * should be initialized from here.
7057  */
7058 static int __init mem_cgroup_init(void)
7059 {
7060         int cpu, node;
7061
7062         /*
7063          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7064          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7065          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7066          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7067          */
7068         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7069
7070         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7071                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7072
7073         for_each_possible_cpu(cpu)
7074                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7075                           drain_local_stock);
7076
7077         for_each_node(node) {
7078                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7079
7080                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL,
7081                                     node_online(node) ? node : NUMA_NO_NODE);
7082
7083                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7084                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7085                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7086                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7087         }
7088
7089         return 0;
7090 }
7091 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7092
7093 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
7094 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7095 {
7096         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7097                 /*
7098                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7099                  * always be >= 1.
7100                  */
7101                 if (WARN_ON_ONCE(memcg == root_mem_cgroup)) {
7102                         VM_BUG_ON(1);
7103                         break;
7104                 }
7105                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7106                 if (!memcg)
7107                         memcg = root_mem_cgroup;
7108         }
7109         return memcg;
7110 }
7111
7112 /**
7113  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7114  * @page: page whose memsw charge to transfer
7115  * @entry: swap entry to move the charge to
7116  *
7117  * Transfer the memsw charge of @page to @entry.
7118  */
7119 void mem_cgroup_swapout(struct page *page, swp_entry_t entry)
7120 {
7121         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7122         unsigned int nr_entries;
7123         unsigned short oldid;
7124
7125         VM_BUG_ON_PAGE(PageLRU(page), page);
7126         VM_BUG_ON_PAGE(page_count(page), page);
7127
7128         if (mem_cgroup_disabled())
7129                 return;
7130
7131         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7132                 return;
7133
7134         memcg = page_memcg(page);
7135
7136         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7137         if (!memcg)
7138                 return;
7139
7140         /*
7141          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7142          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7143          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7144          */
7145         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7146         nr_entries = thp_nr_pages(page);
7147         /* Get references for the tail pages, too */
7148         if (nr_entries > 1)
7149                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7150         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7151                                    nr_entries);
7152         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7153         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7154
7155         page->memcg_data = 0;
7156
7157         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7158                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7159
7160         if (!cgroup_memory_noswap && memcg != swap_memcg) {
7161                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7162                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7163                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7164         }
7165
7166         /*
7167          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7168          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7169          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7170          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7171          */
7172         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
7173         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7174         memcg_check_events(memcg, page_to_nid(page));
7175
7176         css_put(&memcg->css);
7177 }
7178
7179 /**
7180  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a page
7181  * @page: page being added to swap
7182  * @entry: swap entry to charge
7183  *
7184  * Try to charge @page's memcg for the swap space at @entry.
7185  *
7186  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7187  */
7188 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct page *page, swp_entry_t entry)
7189 {
7190         unsigned int nr_pages = thp_nr_pages(page);
7191         struct page_counter *counter;
7192         struct mem_cgroup *memcg;
7193         unsigned short oldid;
7194
7195         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7196                 return 0;
7197
7198         memcg = page_memcg(page);
7199
7200         VM_WARN_ON_ONCE_PAGE(!memcg, page);
7201         if (!memcg)
7202                 return 0;
7203
7204         if (!entry.val) {
7205                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7206                 return 0;
7207         }
7208
7209         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7210
7211         if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7212             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7213                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7214                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7215                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7216                 return -ENOMEM;
7217         }
7218
7219         /* Get references for the tail pages, too */
7220         if (nr_pages > 1)
7221                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7222         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7223         VM_BUG_ON_PAGE(oldid, page);
7224         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7225
7226         return 0;
7227 }
7228
7229 /**
7230  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7231  * @entry: swap entry to uncharge
7232  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7233  */
7234 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7235 {
7236         struct mem_cgroup *memcg;
7237         unsigned short id;
7238
7239         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7240         rcu_read_lock();
7241         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7242         if (memcg) {
7243                 if (!cgroup_memory_noswap && !mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7244                         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7245                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7246                         else
7247                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7248                 }
7249                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7250                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7251         }
7252         rcu_read_unlock();
7253 }
7254
7255 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7256 {
7257         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7258
7259         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7260                 return nr_swap_pages;
7261         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7262                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7263                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7264                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7265         return nr_swap_pages;
7266 }
7267
7268 bool mem_cgroup_swap_full(struct page *page)
7269 {
7270         struct mem_cgroup *memcg;
7271
7272         VM_BUG_ON_PAGE(!PageLocked(page), page);
7273
7274         if (vm_swap_full())
7275                 return true;
7276         if (cgroup_memory_noswap || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
7277                 return false;
7278
7279         memcg = page_memcg(page);
7280         if (!memcg)
7281                 return false;
7282
7283         for (; memcg != root_mem_cgroup; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7284                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7285
7286                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7287                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7288                         return true;
7289         }
7290
7291         return false;
7292 }
7293
7294 static int __init setup_swap_account(char *s)
7295 {
7296         if (!strcmp(s, "1"))
7297                 cgroup_memory_noswap = false;
7298         else if (!strcmp(s, "0"))
7299                 cgroup_memory_noswap = true;
7300         return 1;
7301 }
7302 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7303
7304 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7305                              struct cftype *cft)
7306 {
7307         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7308
7309         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7310 }
7311
7312 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7313 {
7314         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7315                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7316 }
7317
7318 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7319                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7320 {
7321         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7322         unsigned long high;
7323         int err;
7324
7325         buf = strstrip(buf);
7326         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7327         if (err)
7328                 return err;
7329
7330         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7331
7332         return nbytes;
7333 }
7334
7335 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7336 {
7337         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7338                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7339 }
7340
7341 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7342                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7343 {
7344         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7345         unsigned long max;
7346         int err;
7347
7348         buf = strstrip(buf);
7349         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7350         if (err)
7351                 return err;
7352
7353         xchg(&memcg->swap.max, max);
7354
7355         return nbytes;
7356 }
7357
7358 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7359 {
7360         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7361
7362         seq_printf(m, "high %lu\n",
7363                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
7364         seq_printf(m, "max %lu\n",
7365                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
7366         seq_printf(m, "fail %lu\n",
7367                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
7368
7369         return 0;
7370 }
7371
7372 static struct cftype swap_files[] = {
7373         {
7374                 .name = "swap.current",
7375                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7376                 .read_u64 = swap_current_read,
7377         },
7378         {
7379                 .name = "swap.high",
7380                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7381                 .seq_show = swap_high_show,
7382                 .write = swap_high_write,
7383         },
7384         {
7385                 .name = "swap.max",
7386                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7387                 .seq_show = swap_max_show,
7388                 .write = swap_max_write,
7389         },
7390         {
7391                 .name = "swap.events",
7392                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7393                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
7394                 .seq_show = swap_events_show,
7395         },
7396         { }     /* terminate */
7397 };
7398
7399 static struct cftype memsw_files[] = {
7400         {
7401                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
7402                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
7403                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7404         },
7405         {
7406                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
7407                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
7408                 .write = mem_cgroup_reset,
7409                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7410         },
7411         {
7412                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
7413                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
7414                 .write = mem_cgroup_write,
7415                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7416         },
7417         {
7418                 .name = "memsw.failcnt",
7419                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
7420                 .write = mem_cgroup_reset,
7421                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
7422         },
7423         { },    /* terminate */
7424 };
7425
7426 /*
7427  * If mem_cgroup_swap_init() is implemented as a subsys_initcall()
7428  * instead of a core_initcall(), this could mean cgroup_memory_noswap still
7429  * remains set to false even when memcg is disabled via "cgroup_disable=memory"
7430  * boot parameter. This may result in premature OOPS inside
7431  * mem_cgroup_get_nr_swap_pages() function in corner cases.
7432  */
7433 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
7434 {
7435         /* No memory control -> no swap control */
7436         if (mem_cgroup_disabled())
7437                 cgroup_memory_noswap = true;
7438
7439         if (cgroup_memory_noswap)
7440                 return 0;
7441
7442         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
7443         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
7444
7445         return 0;
7446 }
7447 core_initcall(mem_cgroup_swap_init);
7448
7449 #endif /* CONFIG_MEMCG_SWAP */