]> Git Repo - linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm/sparsemem: fix race in accessing memory_section->usage
[linux.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 <[email protected]>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <[email protected]>
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/memremap.h>
57 #include <linux/mm_inline.h>
58 #include <linux/swap_cgroup.h>
59 #include <linux/cpu.h>
60 #include <linux/oom.h>
61 #include <linux/lockdep.h>
62 #include <linux/file.h>
63 #include <linux/resume_user_mode.h>
64 #include <linux/psi.h>
65 #include <linux/seq_buf.h>
66 #include <linux/sched/isolation.h>
67 #include "internal.h"
68 #include <net/sock.h>
69 #include <net/ip.h>
70 #include "slab.h"
71 #include "swap.h"
72
73 #include <linux/uaccess.h>
74
75 #include <trace/events/vmscan.h>
76
77 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
78 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
79
80 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
81
82 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
83 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
84 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
85
86 /* Socket memory accounting disabled? */
87 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
88
89 /* Kernel memory accounting disabled? */
90 static bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
91
92 /* BPF memory accounting disabled? */
93 static bool cgroup_memory_nobpf __ro_after_init;
94
95 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
96 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
97 #endif
98
99 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
100 static bool do_memsw_account(void)
101 {
102         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys);
103 }
104
105 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
106 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
107
108 /*
109  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
110  * their hierarchy representation
111  */
112
113 struct mem_cgroup_tree_per_node {
114         struct rb_root rb_root;
115         struct rb_node *rb_rightmost;
116         spinlock_t lock;
117 };
118
119 struct mem_cgroup_tree {
120         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
121 };
122
123 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
124
125 /* for OOM */
126 struct mem_cgroup_eventfd_list {
127         struct list_head list;
128         struct eventfd_ctx *eventfd;
129 };
130
131 /*
132  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
133  */
134 struct mem_cgroup_event {
135         /*
136          * memcg which the event belongs to.
137          */
138         struct mem_cgroup *memcg;
139         /*
140          * eventfd to signal userspace about the event.
141          */
142         struct eventfd_ctx *eventfd;
143         /*
144          * Each of these stored in a list by the cgroup.
145          */
146         struct list_head list;
147         /*
148          * register_event() callback will be used to add new userspace
149          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
150          * on eventfd to send notification to userspace.
151          */
152         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
153                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
154         /*
155          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
156          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
157          * if you want provide notification functionality.
158          */
159         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
160                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
161         /*
162          * All fields below needed to unregister event when
163          * userspace closes eventfd.
164          */
165         poll_table pt;
166         wait_queue_head_t *wqh;
167         wait_queue_entry_t wait;
168         struct work_struct remove;
169 };
170
171 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
172 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
173
174 /* Stuffs for move charges at task migration. */
175 /*
176  * Types of charges to be moved.
177  */
178 #define MOVE_ANON       0x1U
179 #define MOVE_FILE       0x2U
180 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
181
182 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
183 static struct move_charge_struct {
184         spinlock_t        lock; /* for from, to */
185         struct mm_struct  *mm;
186         struct mem_cgroup *from;
187         struct mem_cgroup *to;
188         unsigned long flags;
189         unsigned long precharge;
190         unsigned long moved_charge;
191         unsigned long moved_swap;
192         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
193         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
194 } mc = {
195         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
196         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
197 };
198
199 /*
200  * Maximum loops in mem_cgroup_soft_reclaim(), used for soft
201  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
202  */
203 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
204 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
205
206 /* for encoding cft->private value on file */
207 enum res_type {
208         _MEM,
209         _MEMSWAP,
210         _KMEM,
211         _TCP,
212 };
213
214 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
215 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
216 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
217
218 /*
219  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
220  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
221  * be used for reference counting.
222  */
223 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
224         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
225              iter != NULL;                              \
226              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
227
228 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
229         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
230              iter != NULL;                              \
231              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
232
233 static inline bool task_is_dying(void)
234 {
235         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
236                 (current->flags & PF_EXITING);
237 }
238
239 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
240 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
241 {
242         if (!memcg)
243                 memcg = root_mem_cgroup;
244         return &memcg->vmpressure;
245 }
246
247 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
248 {
249         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
250 }
251
252 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT 0
253 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG (1UL << CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT)
254
255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
256 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
257
258 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
259 {
260         return cgroup_memory_nokmem;
261 }
262
263 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
264                                       unsigned int nr_pages);
265
266 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
267 {
268         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
269         unsigned int nr_bytes;
270         unsigned int nr_pages;
271         unsigned long flags;
272
273         /*
274          * At this point all allocated objects are freed, and
275          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
276          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
277          *
278          * The following sequence can lead to it:
279          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
280          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
281          *          PAGE_SIZE bytes are charged
282          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
283          *          the stock if flushed,
284          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
285          * 5) CPU0: we do release this object,
286          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
287          * 6) CPU0: stock is flushed,
288          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
289          *
290          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
291          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
292          */
293         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
294         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
295         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
296
297         if (nr_pages)
298                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
299
300         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
301         list_del(&objcg->list);
302         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
303
304         percpu_ref_exit(ref);
305         kfree_rcu(objcg, rcu);
306 }
307
308 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
309 {
310         struct obj_cgroup *objcg;
311         int ret;
312
313         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
314         if (!objcg)
315                 return NULL;
316
317         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
318                               GFP_KERNEL);
319         if (ret) {
320                 kfree(objcg);
321                 return NULL;
322         }
323         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
324         return objcg;
325 }
326
327 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
328                                   struct mem_cgroup *parent)
329 {
330         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
331
332         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
333
334         spin_lock_irq(&objcg_lock);
335
336         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
337         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
338         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
339         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
340                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
341         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
342         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
343
344         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
345
346         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
347 }
348
349 /*
350  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
351  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
352  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
353  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
354  */
355 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_online_key);
356 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_online_key);
357
358 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_bpf_enabled_key);
359 EXPORT_SYMBOL(memcg_bpf_enabled_key);
360 #endif
361
362 /**
363  * mem_cgroup_css_from_folio - css of the memcg associated with a folio
364  * @folio: folio of interest
365  *
366  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
367  * with @folio is returned.  The returned css remains associated with @folio
368  * until it is released.
369  *
370  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
371  * is returned.
372  */
373 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_folio(struct folio *folio)
374 {
375         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
376
377         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
378                 memcg = root_mem_cgroup;
379
380         return &memcg->css;
381 }
382
383 /**
384  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
385  * @page: the page
386  *
387  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
388  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
389  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
390  *
391  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
392  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
393  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
394  * do not care (such as procfs interfaces).
395  */
396 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
397 {
398         struct mem_cgroup *memcg;
399         unsigned long ino = 0;
400
401         rcu_read_lock();
402         /* page_folio() is racy here, but the entire function is racy anyway */
403         memcg = folio_memcg_check(page_folio(page));
404
405         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
406                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
407         if (memcg)
408                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
409         rcu_read_unlock();
410         return ino;
411 }
412
413 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
414                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
415                                          unsigned long new_usage_in_excess)
416 {
417         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
418         struct rb_node *parent = NULL;
419         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
420         bool rightmost = true;
421
422         if (mz->on_tree)
423                 return;
424
425         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
426         if (!mz->usage_in_excess)
427                 return;
428         while (*p) {
429                 parent = *p;
430                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
431                                         tree_node);
432                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
433                         p = &(*p)->rb_left;
434                         rightmost = false;
435                 } else {
436                         p = &(*p)->rb_right;
437                 }
438         }
439
440         if (rightmost)
441                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
442
443         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
444         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
445         mz->on_tree = true;
446 }
447
448 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
449                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
450 {
451         if (!mz->on_tree)
452                 return;
453
454         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
455                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
456
457         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
458         mz->on_tree = false;
459 }
460
461 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
462                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
463 {
464         unsigned long flags;
465
466         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
467         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
468         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
469 }
470
471 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
472 {
473         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
474         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
475         unsigned long excess = 0;
476
477         if (nr_pages > soft_limit)
478                 excess = nr_pages - soft_limit;
479
480         return excess;
481 }
482
483 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
484 {
485         unsigned long excess;
486         struct mem_cgroup_per_node *mz;
487         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
488
489         if (lru_gen_enabled()) {
490                 if (soft_limit_excess(memcg))
491                         lru_gen_soft_reclaim(memcg, nid);
492                 return;
493         }
494
495         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
496         if (!mctz)
497                 return;
498         /*
499          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
500          * because their event counter is not touched.
501          */
502         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
503                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
504                 excess = soft_limit_excess(memcg);
505                 /*
506                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
507                  * mem is over its softlimit.
508                  */
509                 if (excess || mz->on_tree) {
510                         unsigned long flags;
511
512                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
513                         /* if on-tree, remove it */
514                         if (mz->on_tree)
515                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
516                         /*
517                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
518                          * If excess is 0, no tree ops.
519                          */
520                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
521                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
522                 }
523         }
524 }
525
526 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
527 {
528         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
529         struct mem_cgroup_per_node *mz;
530         int nid;
531
532         for_each_node(nid) {
533                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
534                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
535                 if (mctz)
536                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
537         }
538 }
539
540 static struct mem_cgroup_per_node *
541 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
542 {
543         struct mem_cgroup_per_node *mz;
544
545 retry:
546         mz = NULL;
547         if (!mctz->rb_rightmost)
548                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
549
550         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
551                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
552         /*
553          * Remove the node now but someone else can add it back,
554          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
555          * position in the tree.
556          */
557         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
558         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
559             !css_tryget(&mz->memcg->css))
560                 goto retry;
561 done:
562         return mz;
563 }
564
565 static struct mem_cgroup_per_node *
566 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
567 {
568         struct mem_cgroup_per_node *mz;
569
570         spin_lock_irq(&mctz->lock);
571         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
572         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
573         return mz;
574 }
575
576 /* Subset of vm_event_item to report for memcg event stats */
577 static const unsigned int memcg_vm_event_stat[] = {
578         PGPGIN,
579         PGPGOUT,
580         PGSCAN_KSWAPD,
581         PGSCAN_DIRECT,
582         PGSCAN_KHUGEPAGED,
583         PGSTEAL_KSWAPD,
584         PGSTEAL_DIRECT,
585         PGSTEAL_KHUGEPAGED,
586         PGFAULT,
587         PGMAJFAULT,
588         PGREFILL,
589         PGACTIVATE,
590         PGDEACTIVATE,
591         PGLAZYFREE,
592         PGLAZYFREED,
593 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
594         ZSWPIN,
595         ZSWPOUT,
596         ZSWPWB,
597 #endif
598 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
599         THP_FAULT_ALLOC,
600         THP_COLLAPSE_ALLOC,
601         THP_SWPOUT,
602         THP_SWPOUT_FALLBACK,
603 #endif
604 };
605
606 #define NR_MEMCG_EVENTS ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat)
607 static int mem_cgroup_events_index[NR_VM_EVENT_ITEMS] __read_mostly;
608
609 static void init_memcg_events(void)
610 {
611         int i;
612
613         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; ++i)
614                 mem_cgroup_events_index[memcg_vm_event_stat[i]] = i + 1;
615 }
616
617 static inline int memcg_events_index(enum vm_event_item idx)
618 {
619         return mem_cgroup_events_index[idx] - 1;
620 }
621
622 struct memcg_vmstats_percpu {
623         /* Local (CPU and cgroup) page state & events */
624         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
625         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
626
627         /* Delta calculation for lockless upward propagation */
628         long                    state_prev[MEMCG_NR_STAT];
629         unsigned long           events_prev[NR_MEMCG_EVENTS];
630
631         /* Cgroup1: threshold notifications & softlimit tree updates */
632         unsigned long           nr_page_events;
633         unsigned long           targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
634
635         /* Stats updates since the last flush */
636         unsigned int            stats_updates;
637 };
638
639 struct memcg_vmstats {
640         /* Aggregated (CPU and subtree) page state & events */
641         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
642         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
643
644         /* Non-hierarchical (CPU aggregated) page state & events */
645         long                    state_local[MEMCG_NR_STAT];
646         unsigned long           events_local[NR_MEMCG_EVENTS];
647
648         /* Pending child counts during tree propagation */
649         long                    state_pending[MEMCG_NR_STAT];
650         unsigned long           events_pending[NR_MEMCG_EVENTS];
651
652         /* Stats updates since the last flush */
653         atomic64_t              stats_updates;
654 };
655
656 /*
657  * memcg and lruvec stats flushing
658  *
659  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
660  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
661  * flushing the kernel does:
662  *
663  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
664  *    rstat update tree grow unbounded.
665  *
666  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
667  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
668  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
669  *    only for 2 seconds due to (1).
670  */
671 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
672 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
673 static u64 flush_last_time;
674
675 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
676
677 /*
678  * Accessors to ensure that preemption is disabled on PREEMPT_RT because it can
679  * not rely on this as part of an acquired spinlock_t lock. These functions are
680  * never used in hardirq context on PREEMPT_RT and therefore disabling preemtion
681  * is sufficient.
682  */
683 static void memcg_stats_lock(void)
684 {
685         preempt_disable_nested();
686         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
687 }
688
689 static void __memcg_stats_lock(void)
690 {
691         preempt_disable_nested();
692 }
693
694 static void memcg_stats_unlock(void)
695 {
696         preempt_enable_nested();
697 }
698
699
700 static bool memcg_should_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
701 {
702         return atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates) >
703                 MEMCG_CHARGE_BATCH * num_online_cpus();
704 }
705
706 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
707 {
708         int cpu = smp_processor_id();
709         unsigned int x;
710
711         if (!val)
712                 return;
713
714         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, cpu);
715
716         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
717                 x = __this_cpu_add_return(memcg->vmstats_percpu->stats_updates,
718                                           abs(val));
719
720                 if (x < MEMCG_CHARGE_BATCH)
721                         continue;
722
723                 /*
724                  * If @memcg is already flush-able, increasing stats_updates is
725                  * redundant. Avoid the overhead of the atomic update.
726                  */
727                 if (!memcg_should_flush_stats(memcg))
728                         atomic64_add(x, &memcg->vmstats->stats_updates);
729                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stats_updates, 0);
730         }
731 }
732
733 static void do_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
734 {
735         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
736                 WRITE_ONCE(flush_last_time, jiffies_64);
737
738         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
739 }
740
741 /*
742  * mem_cgroup_flush_stats - flush the stats of a memory cgroup subtree
743  * @memcg: root of the subtree to flush
744  *
745  * Flushing is serialized by the underlying global rstat lock. There is also a
746  * minimum amount of work to be done even if there are no stat updates to flush.
747  * Hence, we only flush the stats if the updates delta exceeds a threshold. This
748  * avoids unnecessary work and contention on the underlying lock.
749  */
750 void mem_cgroup_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
751 {
752         if (mem_cgroup_disabled())
753                 return;
754
755         if (!memcg)
756                 memcg = root_mem_cgroup;
757
758         if (memcg_should_flush_stats(memcg))
759                 do_flush_stats(memcg);
760 }
761
762 void mem_cgroup_flush_stats_ratelimited(struct mem_cgroup *memcg)
763 {
764         /* Only flush if the periodic flusher is one full cycle late */
765         if (time_after64(jiffies_64, READ_ONCE(flush_last_time) + 2*FLUSH_TIME))
766                 mem_cgroup_flush_stats(memcg);
767 }
768
769 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
770 {
771         /*
772          * Deliberately ignore memcg_should_flush_stats() here so that flushing
773          * in latency-sensitive paths is as cheap as possible.
774          */
775         do_flush_stats(root_mem_cgroup);
776         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
777 }
778
779 unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
780 {
781         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state[idx]);
782 #ifdef CONFIG_SMP
783         if (x < 0)
784                 x = 0;
785 #endif
786         return x;
787 }
788
789 static int memcg_page_state_unit(int item);
790
791 /*
792  * Normalize the value passed into memcg_rstat_updated() to be in pages. Round
793  * up non-zero sub-page updates to 1 page as zero page updates are ignored.
794  */
795 static int memcg_state_val_in_pages(int idx, int val)
796 {
797         int unit = memcg_page_state_unit(idx);
798
799         if (!val || unit == PAGE_SIZE)
800                 return val;
801         else
802                 return max(val * unit / PAGE_SIZE, 1UL);
803 }
804
805 /**
806  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
807  * @memcg: the memory cgroup
808  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
809  * @val: delta to add to the counter, can be negative
810  */
811 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
812 {
813         if (mem_cgroup_disabled())
814                 return;
815
816         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
817         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
818 }
819
820 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
821 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
822 {
823         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state_local[idx]);
824
825 #ifdef CONFIG_SMP
826         if (x < 0)
827                 x = 0;
828 #endif
829         return x;
830 }
831
832 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
833                               int val)
834 {
835         struct mem_cgroup_per_node *pn;
836         struct mem_cgroup *memcg;
837
838         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
839         memcg = pn->memcg;
840
841         /*
842          * The caller from rmap relies on disabled preemption because they never
843          * update their counter from in-interrupt context. For these two
844          * counters we check that the update is never performed from an
845          * interrupt context while other caller need to have disabled interrupt.
846          */
847         __memcg_stats_lock();
848         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
849                 switch (idx) {
850                 case NR_ANON_MAPPED:
851                 case NR_FILE_MAPPED:
852                 case NR_ANON_THPS:
853                 case NR_SHMEM_PMDMAPPED:
854                 case NR_FILE_PMDMAPPED:
855                         WARN_ON_ONCE(!in_task());
856                         break;
857                 default:
858                         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
859                 }
860         }
861
862         /* Update memcg */
863         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
864
865         /* Update lruvec */
866         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
867
868         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
869         memcg_stats_unlock();
870 }
871
872 /**
873  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
874  * @lruvec: the lruvec
875  * @idx: the stat item
876  * @val: delta to add to the counter, can be negative
877  *
878  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
879  * function updates the all three counters that are affected by a
880  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
881  */
882 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
883                         int val)
884 {
885         /* Update node */
886         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
887
888         /* Update memcg and lruvec */
889         if (!mem_cgroup_disabled())
890                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
891 }
892
893 void __mod_lruvec_page_state(struct page *page, enum node_stat_item idx,
894                              int val)
895 {
896         struct page *head = compound_head(page); /* rmap on tail pages */
897         struct mem_cgroup *memcg;
898         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(page);
899         struct lruvec *lruvec;
900
901         rcu_read_lock();
902         memcg = page_memcg(head);
903         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
904         if (!memcg) {
905                 rcu_read_unlock();
906                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
907                 return;
908         }
909
910         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
911         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
912         rcu_read_unlock();
913 }
914 EXPORT_SYMBOL(__mod_lruvec_page_state);
915
916 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
917 {
918         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
919         struct mem_cgroup *memcg;
920         struct lruvec *lruvec;
921
922         rcu_read_lock();
923         memcg = mem_cgroup_from_slab_obj(p);
924
925         /*
926          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
927          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
928          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
929          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
930          */
931         if (!memcg) {
932                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
933         } else {
934                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
935                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
936         }
937         rcu_read_unlock();
938 }
939
940 /**
941  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
942  * @memcg: the memory cgroup
943  * @idx: the event item
944  * @count: the number of events that occurred
945  */
946 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
947                           unsigned long count)
948 {
949         int index = memcg_events_index(idx);
950
951         if (mem_cgroup_disabled() || index < 0)
952                 return;
953
954         memcg_stats_lock();
955         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[index], count);
956         memcg_rstat_updated(memcg, count);
957         memcg_stats_unlock();
958 }
959
960 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
961 {
962         int index = memcg_events_index(event);
963
964         if (index < 0)
965                 return 0;
966         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events[index]);
967 }
968
969 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
970 {
971         int index = memcg_events_index(event);
972
973         if (index < 0)
974                 return 0;
975
976         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events_local[index]);
977 }
978
979 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
980                                          int nr_pages)
981 {
982         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
983         if (nr_pages > 0)
984                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
985         else {
986                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
987                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
988         }
989
990         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
991 }
992
993 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
994                                        enum mem_cgroup_events_target target)
995 {
996         unsigned long val, next;
997
998         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
999         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
1000         /* from time_after() in jiffies.h */
1001         if ((long)(next - val) < 0) {
1002                 switch (target) {
1003                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1004                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1005                         break;
1006                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1007                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1008                         break;
1009                 default:
1010                         break;
1011                 }
1012                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
1013                 return true;
1014         }
1015         return false;
1016 }
1017
1018 /*
1019  * Check events in order.
1020  *
1021  */
1022 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
1023 {
1024         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
1025                 return;
1026
1027         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1028         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1029                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1030                 bool do_softlimit;
1031
1032                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1033                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1034                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1035                 if (unlikely(do_softlimit))
1036                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
1037         }
1038 }
1039
1040 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1041 {
1042         /*
1043          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1044          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1045          * So this can be called with p == NULL.
1046          */
1047         if (unlikely(!p))
1048                 return NULL;
1049
1050         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1051 }
1052 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1053
1054 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1055 {
1056         if (!in_task())
1057                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1058         else
1059                 return current->active_memcg;
1060 }
1061
1062 /**
1063  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1064  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1065  *
1066  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
1067  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
1068  * 1) The active memcg, if set.
1069  * 2) current->mm->memcg, if available
1070  * 3) root memcg
1071  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
1072  */
1073 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1074 {
1075         struct mem_cgroup *memcg;
1076
1077         if (mem_cgroup_disabled())
1078                 return NULL;
1079
1080         /*
1081          * Page cache insertions can happen without an
1082          * actual mm context, e.g. during disk probing
1083          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1084          *
1085          * No need to css_get on root memcg as the reference
1086          * counting is disabled on the root level in the
1087          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
1088          */
1089         if (unlikely(!mm)) {
1090                 memcg = active_memcg();
1091                 if (unlikely(memcg)) {
1092                         /* remote memcg must hold a ref */
1093                         css_get(&memcg->css);
1094                         return memcg;
1095                 }
1096                 mm = current->mm;
1097                 if (unlikely(!mm))
1098                         return root_mem_cgroup;
1099         }
1100
1101         rcu_read_lock();
1102         do {
1103                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1104                 if (unlikely(!memcg))
1105                         memcg = root_mem_cgroup;
1106         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1107         rcu_read_unlock();
1108         return memcg;
1109 }
1110 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1111
1112 /**
1113  * get_mem_cgroup_from_current - Obtain a reference on current task's memcg.
1114  */
1115 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1116 {
1117         struct mem_cgroup *memcg;
1118
1119         if (mem_cgroup_disabled())
1120                 return NULL;
1121
1122 again:
1123         rcu_read_lock();
1124         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
1125         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
1126                 rcu_read_unlock();
1127                 goto again;
1128         }
1129         rcu_read_unlock();
1130         return memcg;
1131 }
1132
1133 /**
1134  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1135  * @root: hierarchy root
1136  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1137  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1138  *
1139  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1140  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1141  *
1142  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1143  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1144  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1145  *
1146  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1147  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1148  * same node.
1149  */
1150 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1151                                    struct mem_cgroup *prev,
1152                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1153 {
1154         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1155         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1156         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1157         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1158
1159         if (mem_cgroup_disabled())
1160                 return NULL;
1161
1162         if (!root)
1163                 root = root_mem_cgroup;
1164
1165         rcu_read_lock();
1166
1167         if (reclaim) {
1168                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1169
1170                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1171                 iter = &mz->iter;
1172
1173                 /*
1174                  * On start, join the current reclaim iteration cycle.
1175                  * Exit when a concurrent walker completes it.
1176                  */
1177                 if (!prev)
1178                         reclaim->generation = iter->generation;
1179                 else if (reclaim->generation != iter->generation)
1180                         goto out_unlock;
1181
1182                 while (1) {
1183                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1184                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1185                                 break;
1186                         /*
1187                          * css reference reached zero, so iter->position will
1188                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1189                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1190                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1191                          * might block it. So we clear iter->position right
1192                          * away.
1193                          */
1194                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1195                 }
1196         } else if (prev) {
1197                 pos = prev;
1198         }
1199
1200         if (pos)
1201                 css = &pos->css;
1202
1203         for (;;) {
1204                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1205                 if (!css) {
1206                         /*
1207                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1208                          * new one might jump in right at the end of
1209                          * the hierarchy - make sure they see at least
1210                          * one group and restart from the beginning.
1211                          */
1212                         if (!prev)
1213                                 continue;
1214                         break;
1215                 }
1216
1217                 /*
1218                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1219                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1220                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1221                  */
1222                 if (css == &root->css || css_tryget(css)) {
1223                         memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1224                         break;
1225                 }
1226         }
1227
1228         if (reclaim) {
1229                 /*
1230                  * The position could have already been updated by a competing
1231                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1232                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1233                  */
1234                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1235
1236                 if (pos)
1237                         css_put(&pos->css);
1238
1239                 if (!memcg)
1240                         iter->generation++;
1241         }
1242
1243 out_unlock:
1244         rcu_read_unlock();
1245         if (prev && prev != root)
1246                 css_put(&prev->css);
1247
1248         return memcg;
1249 }
1250
1251 /**
1252  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1253  * @root: hierarchy root
1254  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1255  */
1256 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1257                            struct mem_cgroup *prev)
1258 {
1259         if (!root)
1260                 root = root_mem_cgroup;
1261         if (prev && prev != root)
1262                 css_put(&prev->css);
1263 }
1264
1265 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1266                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1267 {
1268         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1269         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1270         int nid;
1271
1272         for_each_node(nid) {
1273                 mz = from->nodeinfo[nid];
1274                 iter = &mz->iter;
1275                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1276         }
1277 }
1278
1279 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1280 {
1281         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1282         struct mem_cgroup *last;
1283
1284         do {
1285                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1286                 last = memcg;
1287         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1288
1289         /*
1290          * When cgroup1 non-hierarchy mode is used,
1291          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1292          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1293          * dead_memcg from cgroup root separately.
1294          */
1295         if (!mem_cgroup_is_root(last))
1296                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1297                                                 dead_memcg);
1298 }
1299
1300 /**
1301  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1302  * @memcg: hierarchy root
1303  * @fn: function to call for each task
1304  * @arg: argument passed to @fn
1305  *
1306  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1307  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1308  * value, the function breaks the iteration loop. Otherwise, it will iterate
1309  * over all tasks and return 0.
1310  *
1311  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1312  */
1313 void mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1314                            int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1315 {
1316         struct mem_cgroup *iter;
1317         int ret = 0;
1318
1319         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
1320
1321         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1322                 struct css_task_iter it;
1323                 struct task_struct *task;
1324
1325                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1326                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1327                         ret = fn(task, arg);
1328                 css_task_iter_end(&it);
1329                 if (ret) {
1330                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1331                         break;
1332                 }
1333         }
1334 }
1335
1336 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1337 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1338 {
1339         struct mem_cgroup *memcg;
1340
1341         if (mem_cgroup_disabled())
1342                 return;
1343
1344         memcg = folio_memcg(folio);
1345
1346         if (!memcg)
1347                 VM_BUG_ON_FOLIO(!mem_cgroup_is_root(lruvec_memcg(lruvec)), folio);
1348         else
1349                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1350 }
1351 #endif
1352
1353 /**
1354  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1355  * @folio: Pointer to the folio.
1356  *
1357  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1358  * - folio locked
1359  * - folio_test_lru false
1360  * - folio_memcg_lock()
1361  * - folio frozen (refcount of 0)
1362  *
1363  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1364  */
1365 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1366 {
1367         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1368
1369         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1370         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1371
1372         return lruvec;
1373 }
1374
1375 /**
1376  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1377  * @folio: Pointer to the folio.
1378  *
1379  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1380  * - folio locked
1381  * - folio_test_lru false
1382  * - folio_memcg_lock()
1383  * - folio frozen (refcount of 0)
1384  *
1385  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1386  * disabled.
1387  */
1388 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1389 {
1390         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1391
1392         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1393         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1394
1395         return lruvec;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1400  * @folio: Pointer to the folio.
1401  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1402  *
1403  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1404  * - folio locked
1405  * - folio_test_lru false
1406  * - folio_memcg_lock()
1407  * - folio frozen (refcount of 0)
1408  *
1409  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1410  * disabled.
1411  */
1412 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1413                 unsigned long *flags)
1414 {
1415         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1416
1417         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1418         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1419
1420         return lruvec;
1421 }
1422
1423 /**
1424  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1425  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1426  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1427  * @zid: zone id of the accounted pages
1428  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1429  *
1430  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1431  * to or just after a page is removed from an lru list.
1432  */
1433 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1434                                 int zid, int nr_pages)
1435 {
1436         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1437         unsigned long *lru_size;
1438         long size;
1439
1440         if (mem_cgroup_disabled())
1441                 return;
1442
1443         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1444         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1445
1446         if (nr_pages < 0)
1447                 *lru_size += nr_pages;
1448
1449         size = *lru_size;
1450         if (WARN_ONCE(size < 0,
1451                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1452                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1453                 VM_BUG_ON(1);
1454                 *lru_size = 0;
1455         }
1456
1457         if (nr_pages > 0)
1458                 *lru_size += nr_pages;
1459 }
1460
1461 /**
1462  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1463  * @memcg: the memory cgroup
1464  *
1465  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1466  * pages.
1467  */
1468 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1469 {
1470         unsigned long margin = 0;
1471         unsigned long count;
1472         unsigned long limit;
1473
1474         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1475         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1476         if (count < limit)
1477                 margin = limit - count;
1478
1479         if (do_memsw_account()) {
1480                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1481                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1482                 if (count < limit)
1483                         margin = min(margin, limit - count);
1484                 else
1485                         margin = 0;
1486         }
1487
1488         return margin;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1493  *
1494  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1495  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1496  * caused by "move".
1497  */
1498 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1499 {
1500         struct mem_cgroup *from;
1501         struct mem_cgroup *to;
1502         bool ret = false;
1503         /*
1504          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1505          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1506          */
1507         spin_lock(&mc.lock);
1508         from = mc.from;
1509         to = mc.to;
1510         if (!from)
1511                 goto unlock;
1512
1513         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1514                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1515 unlock:
1516         spin_unlock(&mc.lock);
1517         return ret;
1518 }
1519
1520 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1521 {
1522         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1523                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1524                         DEFINE_WAIT(wait);
1525                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1526                         /* moving charge context might have finished. */
1527                         if (mc.moving_task)
1528                                 schedule();
1529                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1530                         return true;
1531                 }
1532         }
1533         return false;
1534 }
1535
1536 struct memory_stat {
1537         const char *name;
1538         unsigned int idx;
1539 };
1540
1541 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1542         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1543         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1544         { "kernel",                     MEMCG_KMEM                      },
1545         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1546         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1547         { "sec_pagetables",             NR_SECONDARY_PAGETABLE          },
1548         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1549         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1550         { "vmalloc",                    MEMCG_VMALLOC                   },
1551         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1552 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
1553         { "zswap",                      MEMCG_ZSWAP_B                   },
1554         { "zswapped",                   MEMCG_ZSWAPPED                  },
1555 #endif
1556         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1557         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1558         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1559 #ifdef CONFIG_SWAP
1560         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1561 #endif
1562 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1563         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1564         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1565         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1566 #endif
1567         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1568         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1569         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1570         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1571         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1572         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1573         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1574
1575         /* The memory events */
1576         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1577         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1578         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1579         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1580         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1581         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1582         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1583 };
1584
1585 /* The actual unit of the state item, not the same as the output unit */
1586 static int memcg_page_state_unit(int item)
1587 {
1588         switch (item) {
1589         case MEMCG_PERCPU_B:
1590         case MEMCG_ZSWAP_B:
1591         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1592         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1593                 return 1;
1594         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1595                 return SZ_1K;
1596         default:
1597                 return PAGE_SIZE;
1598         }
1599 }
1600
1601 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1602 static int memcg_page_state_output_unit(int item)
1603 {
1604         /*
1605          * Workingset state is actually in pages, but we export it to userspace
1606          * as a scalar count of events, so special case it here.
1607          */
1608         switch (item) {
1609         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1610         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1611         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1612         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1613         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1614         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1615         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1616                 return 1;
1617         default:
1618                 return memcg_page_state_unit(item);
1619         }
1620 }
1621
1622 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1623                                                     int item)
1624 {
1625         return memcg_page_state(memcg, item) *
1626                 memcg_page_state_output_unit(item);
1627 }
1628
1629 static inline unsigned long memcg_page_state_local_output(
1630                 struct mem_cgroup *memcg, int item)
1631 {
1632         return memcg_page_state_local(memcg, item) *
1633                 memcg_page_state_output_unit(item);
1634 }
1635
1636 static void memcg_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1637 {
1638         int i;
1639
1640         /*
1641          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1642          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1643          *
1644          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1645          * 1) generic big picture -> specifics and details
1646          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1647          *
1648          * Current memory state:
1649          */
1650         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
1651
1652         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1653                 u64 size;
1654
1655                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1656                 seq_buf_printf(s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1657
1658                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1659                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1660                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1661                         seq_buf_printf(s, "slab %llu\n", size);
1662                 }
1663         }
1664
1665         /* Accumulated memory events */
1666         seq_buf_printf(s, "pgscan %lu\n",
1667                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1668                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT) +
1669                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KHUGEPAGED));
1670         seq_buf_printf(s, "pgsteal %lu\n",
1671                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1672                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT) +
1673                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KHUGEPAGED));
1674
1675         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat); i++) {
1676                 if (memcg_vm_event_stat[i] == PGPGIN ||
1677                     memcg_vm_event_stat[i] == PGPGOUT)
1678                         continue;
1679
1680                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n",
1681                                vm_event_name(memcg_vm_event_stat[i]),
1682                                memcg_events(memcg, memcg_vm_event_stat[i]));
1683         }
1684
1685         /* The above should easily fit into one page */
1686         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1687 }
1688
1689 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s);
1690
1691 static void memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1692 {
1693         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1694                 memcg_stat_format(memcg, s);
1695         else
1696                 memcg1_stat_format(memcg, s);
1697         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1698 }
1699
1700 /**
1701  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1702  * memory controller.
1703  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1704  * @p: Task that is going to be killed
1705  *
1706  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1707  * enabled
1708  */
1709 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1710 {
1711         rcu_read_lock();
1712
1713         if (memcg) {
1714                 pr_cont(",oom_memcg=");
1715                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1716         } else
1717                 pr_cont(",global_oom");
1718         if (p) {
1719                 pr_cont(",task_memcg=");
1720                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1721         }
1722         rcu_read_unlock();
1723 }
1724
1725 /**
1726  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1727  * memory controller.
1728  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1729  */
1730 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         /* Use static buffer, for the caller is holding oom_lock. */
1733         static char buf[PAGE_SIZE];
1734         struct seq_buf s;
1735
1736         lockdep_assert_held(&oom_lock);
1737
1738         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1739                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1740                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1741         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1742                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1743                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1744                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1745         else {
1746                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1747                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1748                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1749                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1750                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1751                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1752         }
1753
1754         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1755         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1756         pr_cont(":");
1757         seq_buf_init(&s, buf, sizeof(buf));
1758         memory_stat_format(memcg, &s);
1759         seq_buf_do_printk(&s, KERN_INFO);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1764  */
1765 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1766 {
1767         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1768
1769         if (do_memsw_account()) {
1770                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1771                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1772                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1773
1774                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1775                 }
1776         } else {
1777                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1778                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1779                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1780         }
1781         return max;
1782 }
1783
1784 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1785 {
1786         return page_counter_read(&memcg->memory);
1787 }
1788
1789 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1790                                      int order)
1791 {
1792         struct oom_control oc = {
1793                 .zonelist = NULL,
1794                 .nodemask = NULL,
1795                 .memcg = memcg,
1796                 .gfp_mask = gfp_mask,
1797                 .order = order,
1798         };
1799         bool ret = true;
1800
1801         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1802                 return true;
1803
1804         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1805                 goto unlock;
1806
1807         /*
1808          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1809          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1810          */
1811         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1812
1813 unlock:
1814         mutex_unlock(&oom_lock);
1815         return ret;
1816 }
1817
1818 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1819                                    pg_data_t *pgdat,
1820                                    gfp_t gfp_mask,
1821                                    unsigned long *total_scanned)
1822 {
1823         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1824         int total = 0;
1825         int loop = 0;
1826         unsigned long excess;
1827         unsigned long nr_scanned;
1828         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1829                 .pgdat = pgdat,
1830         };
1831
1832         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1833
1834         while (1) {
1835                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1836                 if (!victim) {
1837                         loop++;
1838                         if (loop >= 2) {
1839                                 /*
1840                                  * If we have not been able to reclaim
1841                                  * anything, it might because there are
1842                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1843                                  */
1844                                 if (!total)
1845                                         break;
1846                                 /*
1847                                  * We want to do more targeted reclaim.
1848                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1849                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1850                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1851                                  */
1852                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1853                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1854                                         break;
1855                         }
1856                         continue;
1857                 }
1858                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1859                                         pgdat, &nr_scanned);
1860                 *total_scanned += nr_scanned;
1861                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1862                         break;
1863         }
1864         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1865         return total;
1866 }
1867
1868 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1869 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1870         .name = "memcg_oom_lock",
1871 };
1872 #endif
1873
1874 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1875
1876 /*
1877  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1878  * If someone is running, return false.
1879  */
1880 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1881 {
1882         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1883
1884         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1885
1886         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1887                 if (iter->oom_lock) {
1888                         /*
1889                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1890                          * so we cannot give a lock.
1891                          */
1892                         failed = iter;
1893                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1894                         break;
1895                 } else
1896                         iter->oom_lock = true;
1897         }
1898
1899         if (failed) {
1900                 /*
1901                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1902                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1903                  */
1904                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1905                         if (iter == failed) {
1906                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1907                                 break;
1908                         }
1909                         iter->oom_lock = false;
1910                 }
1911         } else
1912                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1913
1914         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1915
1916         return !failed;
1917 }
1918
1919 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1920 {
1921         struct mem_cgroup *iter;
1922
1923         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1924         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1925         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1926                 iter->oom_lock = false;
1927         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1928 }
1929
1930 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1931 {
1932         struct mem_cgroup *iter;
1933
1934         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1935         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1936                 iter->under_oom++;
1937         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1938 }
1939
1940 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1941 {
1942         struct mem_cgroup *iter;
1943
1944         /*
1945          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1946          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1947          */
1948         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1949         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1950                 if (iter->under_oom > 0)
1951                         iter->under_oom--;
1952         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1953 }
1954
1955 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1956
1957 struct oom_wait_info {
1958         struct mem_cgroup *memcg;
1959         wait_queue_entry_t      wait;
1960 };
1961
1962 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1963         unsigned mode, int sync, void *arg)
1964 {
1965         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1966         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1967         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1968
1969         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1970         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1971
1972         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1973             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1974                 return 0;
1975         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1976 }
1977
1978 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1979 {
1980         /*
1981          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1982          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1983          * this function is called as a result of userland actions
1984          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1985          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1986          * triggering notification.
1987          */
1988         if (memcg && memcg->under_oom)
1989                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1990 }
1991
1992 /*
1993  * Returns true if successfully killed one or more processes. Though in some
1994  * corner cases it can return true even without killing any process.
1995  */
1996 static bool mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1997 {
1998         bool locked, ret;
1999
2000         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2001                 return false;
2002
2003         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
2004
2005         /*
2006          * We are in the middle of the charge context here, so we
2007          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2008          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2009          *
2010          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
2011          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
2012          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
2013          * released.
2014          *
2015          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
2016          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
2017          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
2018          * invoke the oom killer here.
2019          *
2020          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
2021          * victim and then we have to bail out from the charge path.
2022          */
2023         if (READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable)) {
2024                 if (current->in_user_fault) {
2025                         css_get(&memcg->css);
2026                         current->memcg_in_oom = memcg;
2027                         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
2028                         current->memcg_oom_order = order;
2029                 }
2030                 return false;
2031         }
2032
2033         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2034
2035         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2036
2037         if (locked)
2038                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2039
2040         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2041         ret = mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2042
2043         if (locked)
2044                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2045
2046         return ret;
2047 }
2048
2049 /**
2050  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2051  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2052  *
2053  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2054  * handler was enabled.
2055  *
2056  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2057  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2058  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2059  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2060  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2061  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2062  *
2063  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2064  * completed, %false otherwise.
2065  */
2066 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2067 {
2068         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2069         struct oom_wait_info owait;
2070         bool locked;
2071
2072         /* OOM is global, do not handle */
2073         if (!memcg)
2074                 return false;
2075
2076         if (!handle)
2077                 goto cleanup;
2078
2079         owait.memcg = memcg;
2080         owait.wait.flags = 0;
2081         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2082         owait.wait.private = current;
2083         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2084
2085         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2086         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2087
2088         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2089
2090         if (locked)
2091                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2092
2093         schedule();
2094         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2095         finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2096
2097         if (locked)
2098                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2099 cleanup:
2100         current->memcg_in_oom = NULL;
2101         css_put(&memcg->css);
2102         return true;
2103 }
2104
2105 /**
2106  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2107  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2108  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2109  *
2110  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2111  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2112  *
2113  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2114  */
2115 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2116                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2117 {
2118         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2119         struct mem_cgroup *memcg;
2120
2121         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2122                 return NULL;
2123
2124         if (!oom_domain)
2125                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2126
2127         rcu_read_lock();
2128
2129         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2130         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2131                 goto out;
2132
2133         /*
2134          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2135          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2136          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2137          */
2138         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2139                 goto out;
2140
2141         /*
2142          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2143          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2144          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2145          */
2146         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2147                 if (READ_ONCE(memcg->oom_group))
2148                         oom_group = memcg;
2149
2150                 if (memcg == oom_domain)
2151                         break;
2152         }
2153
2154         if (oom_group)
2155                 css_get(&oom_group->css);
2156 out:
2157         rcu_read_unlock();
2158
2159         return oom_group;
2160 }
2161
2162 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2163 {
2164         pr_info("Tasks in ");
2165         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2166         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2167 }
2168
2169 /**
2170  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
2171  * @folio: The folio.
2172  *
2173  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2174  * another cgroup.
2175  *
2176  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2177  * for the lifetime of the folio.
2178  */
2179 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2180 {
2181         struct mem_cgroup *memcg;
2182         unsigned long flags;
2183
2184         /*
2185          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2186          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2187          * because page moving starts with an RCU grace period.
2188          */
2189         rcu_read_lock();
2190
2191         if (mem_cgroup_disabled())
2192                 return;
2193 again:
2194         memcg = folio_memcg(folio);
2195         if (unlikely(!memcg))
2196                 return;
2197
2198 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2199         local_irq_save(flags);
2200         might_lock(&memcg->move_lock);
2201         local_irq_restore(flags);
2202 #endif
2203
2204         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2205                 return;
2206
2207         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2208         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2209                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2210                 goto again;
2211         }
2212
2213         /*
2214          * When charge migration first begins, we can have multiple
2215          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2216          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2217          * move_lock for folio_memcg_unlock().
2218          */
2219         memcg->move_lock_task = current;
2220         memcg->move_lock_flags = flags;
2221 }
2222
2223 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2224 {
2225         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2226                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2227
2228                 memcg->move_lock_task = NULL;
2229                 memcg->move_lock_flags = 0;
2230
2231                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2232         }
2233
2234         rcu_read_unlock();
2235 }
2236
2237 /**
2238  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2239  * @folio: The folio.
2240  *
2241  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2242  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2243  * permit others to change it.
2244  */
2245 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2246 {
2247         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2248 }
2249
2250 struct memcg_stock_pcp {
2251         local_lock_t stock_lock;
2252         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2253         unsigned int nr_pages;
2254
2255 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2256         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2257         struct pglist_data *cached_pgdat;
2258         unsigned int nr_bytes;
2259         int nr_slab_reclaimable_b;
2260         int nr_slab_unreclaimable_b;
2261 #endif
2262
2263         struct work_struct work;
2264         unsigned long flags;
2265 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2266 };
2267 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock) = {
2268         .stock_lock = INIT_LOCAL_LOCK(stock_lock),
2269 };
2270 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2271
2272 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2273 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2274 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2275                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2276 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages);
2277
2278 #else
2279 static inline struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2280 {
2281         return NULL;
2282 }
2283 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2284                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2285 {
2286         return false;
2287 }
2288 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
2289 {
2290 }
2291 #endif
2292
2293 /**
2294  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2295  * @memcg: memcg to consume from.
2296  * @nr_pages: how many pages to charge.
2297  *
2298  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2299  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2300  * service an allocation will refill the stock.
2301  *
2302  * returns true if successful, false otherwise.
2303  */
2304 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2305 {
2306         struct memcg_stock_pcp *stock;
2307         unsigned long flags;
2308         bool ret = false;
2309
2310         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2311                 return ret;
2312
2313         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2314
2315         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2316         if (memcg == READ_ONCE(stock->cached) && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2317                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2318                 ret = true;
2319         }
2320
2321         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2322
2323         return ret;
2324 }
2325
2326 /*
2327  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2328  */
2329 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2330 {
2331         struct mem_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached);
2332
2333         if (!old)
2334                 return;
2335
2336         if (stock->nr_pages) {
2337                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2338                 if (do_memsw_account())
2339                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2340                 stock->nr_pages = 0;
2341         }
2342
2343         css_put(&old->css);
2344         WRITE_ONCE(stock->cached, NULL);
2345 }
2346
2347 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2348 {
2349         struct memcg_stock_pcp *stock;
2350         struct obj_cgroup *old = NULL;
2351         unsigned long flags;
2352
2353         /*
2354          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2355          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2356          * here with IRQ disabled
2357          */
2358         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2359
2360         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2361         old = drain_obj_stock(stock);
2362         drain_stock(stock);
2363         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2364
2365         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2366         if (old)
2367                 obj_cgroup_put(old);
2368 }
2369
2370 /*
2371  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2372  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2373  */
2374 static void __refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2375 {
2376         struct memcg_stock_pcp *stock;
2377
2378         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2379         if (READ_ONCE(stock->cached) != memcg) { /* reset if necessary */
2380                 drain_stock(stock);
2381                 css_get(&memcg->css);
2382                 WRITE_ONCE(stock->cached, memcg);
2383         }
2384         stock->nr_pages += nr_pages;
2385
2386         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2387                 drain_stock(stock);
2388 }
2389
2390 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2391 {
2392         unsigned long flags;
2393
2394         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2395         __refill_stock(memcg, nr_pages);
2396         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2397 }
2398
2399 /*
2400  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2401  * of the hierarchy under it.
2402  */
2403 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2404 {
2405         int cpu, curcpu;
2406
2407         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2408         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2409                 return;
2410         /*
2411          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2412          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2413          * as well as workers from this path always operate on the local
2414          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2415          */
2416         migrate_disable();
2417         curcpu = smp_processor_id();
2418         for_each_online_cpu(cpu) {
2419                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2420                 struct mem_cgroup *memcg;
2421                 bool flush = false;
2422
2423                 rcu_read_lock();
2424                 memcg = READ_ONCE(stock->cached);
2425                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2426                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2427                         flush = true;
2428                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2429                         flush = true;
2430                 rcu_read_unlock();
2431
2432                 if (flush &&
2433                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2434                         if (cpu == curcpu)
2435                                 drain_local_stock(&stock->work);
2436                         else if (!cpu_is_isolated(cpu))
2437                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2438                 }
2439         }
2440         migrate_enable();
2441         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2442 }
2443
2444 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2445 {
2446         struct memcg_stock_pcp *stock;
2447
2448         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2449         drain_stock(stock);
2450
2451         return 0;
2452 }
2453
2454 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2455                                   unsigned int nr_pages,
2456                                   gfp_t gfp_mask)
2457 {
2458         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2459
2460         do {
2461                 unsigned long pflags;
2462
2463                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2464                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2465                         continue;
2466
2467                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2468
2469                 psi_memstall_enter(&pflags);
2470                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2471                                                         gfp_mask,
2472                                                         MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
2473                 psi_memstall_leave(&pflags);
2474         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2475                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2476
2477         return nr_reclaimed;
2478 }
2479
2480 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2481 {
2482         struct mem_cgroup *memcg;
2483
2484         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2485         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2490  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2491  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2492  */
2493 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2494
2495 /*
2496  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2497  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2498  * below.
2499  *
2500  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2501  *   overage ratio to a delay.
2502  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2503  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2504  *   to produce a reasonable delay curve.
2505  *
2506  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2507  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2508  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2509  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2510  * example, with a high of 100 megabytes:
2511  *
2512  *  +-------+------------------------+
2513  *  | usage | time to allocate in ms |
2514  *  +-------+------------------------+
2515  *  | 100M  |                      0 |
2516  *  | 101M  |                      6 |
2517  *  | 102M  |                     25 |
2518  *  | 103M  |                     57 |
2519  *  | 104M  |                    102 |
2520  *  | 105M  |                    159 |
2521  *  | 106M  |                    230 |
2522  *  | 107M  |                    313 |
2523  *  | 108M  |                    409 |
2524  *  | 109M  |                    518 |
2525  *  | 110M  |                    639 |
2526  *  | 111M  |                    774 |
2527  *  | 112M  |                    921 |
2528  *  | 113M  |                   1081 |
2529  *  | 114M  |                   1254 |
2530  *  | 115M  |                   1439 |
2531  *  | 116M  |                   1638 |
2532  *  | 117M  |                   1849 |
2533  *  | 118M  |                   2000 |
2534  *  | 119M  |                   2000 |
2535  *  | 120M  |                   2000 |
2536  *  +-------+------------------------+
2537  */
2538  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2539  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2540
2541 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2542 {
2543         u64 overage;
2544
2545         if (usage <= high)
2546                 return 0;
2547
2548         /*
2549          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2550          * it was a threshold of 1 page
2551          */
2552         high = max(high, 1UL);
2553
2554         overage = usage - high;
2555         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2556         return div64_u64(overage, high);
2557 }
2558
2559 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2560 {
2561         u64 overage, max_overage = 0;
2562
2563         do {
2564                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2565                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2566                 max_overage = max(overage, max_overage);
2567         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2568                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2569
2570         return max_overage;
2571 }
2572
2573 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2574 {
2575         u64 overage, max_overage = 0;
2576
2577         do {
2578                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2579                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2580                 if (overage)
2581                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2582                 max_overage = max(overage, max_overage);
2583         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2584                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2585
2586         return max_overage;
2587 }
2588
2589 /*
2590  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2591  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2592  */
2593 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2594                                           unsigned int nr_pages,
2595                                           u64 max_overage)
2596 {
2597         unsigned long penalty_jiffies;
2598
2599         if (!max_overage)
2600                 return 0;
2601
2602         /*
2603          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2604          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2605          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2606          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2607          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2608          * overage amount.
2609          */
2610         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2611         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2612         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2613
2614         /*
2615          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2616          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2617          * 4N-sized allocation.
2618          *
2619          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2620          * larger the current charge patch is than that.
2621          */
2622         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Scheduled by try_charge() to be executed from the userland return path
2627  * and reclaims memory over the high limit.
2628  */
2629 void mem_cgroup_handle_over_high(gfp_t gfp_mask)
2630 {
2631         unsigned long penalty_jiffies;
2632         unsigned long pflags;
2633         unsigned long nr_reclaimed;
2634         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2635         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2636         struct mem_cgroup *memcg;
2637         bool in_retry = false;
2638
2639         if (likely(!nr_pages))
2640                 return;
2641
2642         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2643         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2644
2645 retry_reclaim:
2646         /*
2647          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2648          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2649          * or breaching resource isolation.
2650          *
2651          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2652          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2653          * allocator run every time an allocation is made.
2654          */
2655         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2656                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2657                                     gfp_mask);
2658
2659         /*
2660          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2661          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2662          */
2663         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2664                                                mem_find_max_overage(memcg));
2665
2666         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2667                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2668
2669         /*
2670          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2671          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2672          * extremely slowly.
2673          */
2674         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2675
2676         /*
2677          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2678          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2679          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2680          * been aggressively reclaimed enough yet.
2681          */
2682         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2683                 goto out;
2684
2685         /*
2686          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2687          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2688          * throttling.
2689          */
2690         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2691                 in_retry = true;
2692                 goto retry_reclaim;
2693         }
2694
2695         /*
2696          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2697          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2698          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2699          */
2700         psi_memstall_enter(&pflags);
2701         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2702         psi_memstall_leave(&pflags);
2703
2704 out:
2705         css_put(&memcg->css);
2706 }
2707
2708 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2709                         unsigned int nr_pages)
2710 {
2711         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2712         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2713         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2714         struct page_counter *counter;
2715         unsigned long nr_reclaimed;
2716         bool passed_oom = false;
2717         unsigned int reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2718         bool drained = false;
2719         bool raised_max_event = false;
2720         unsigned long pflags;
2721
2722 retry:
2723         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2724                 return 0;
2725
2726         if (!do_memsw_account() ||
2727             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2728                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2729                         goto done_restock;
2730                 if (do_memsw_account())
2731                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2732                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2733         } else {
2734                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2735                 reclaim_options &= ~MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2736         }
2737
2738         if (batch > nr_pages) {
2739                 batch = nr_pages;
2740                 goto retry;
2741         }
2742
2743         /*
2744          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2745          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2746          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2747          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2748          */
2749         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2750                 goto force;
2751
2752         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2753                 goto nomem;
2754
2755         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2756                 goto nomem;
2757
2758         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2759         raised_max_event = true;
2760
2761         psi_memstall_enter(&pflags);
2762         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2763                                                     gfp_mask, reclaim_options);
2764         psi_memstall_leave(&pflags);
2765
2766         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2767                 goto retry;
2768
2769         if (!drained) {
2770                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2771                 drained = true;
2772                 goto retry;
2773         }
2774
2775         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2776                 goto nomem;
2777         /*
2778          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2779          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2780          * before killing the task.
2781          *
2782          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2783          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2784          * to regular pages anyway in case of failure.
2785          */
2786         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2787                 goto retry;
2788         /*
2789          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2790          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2791          */
2792         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2793                 goto retry;
2794
2795         if (nr_retries--)
2796                 goto retry;
2797
2798         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2799                 goto nomem;
2800
2801         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2802         if (passed_oom && task_is_dying())
2803                 goto nomem;
2804
2805         /*
2806          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2807          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2808          * couldn't make any progress.
2809          */
2810         if (mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2811                            get_order(nr_pages * PAGE_SIZE))) {
2812                 passed_oom = true;
2813                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2814                 goto retry;
2815         }
2816 nomem:
2817         /*
2818          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2819          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2820          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2821          * and let these go through as privileged allocations.
2822          */
2823         if (!(gfp_mask & (__GFP_NOFAIL | __GFP_HIGH)))
2824                 return -ENOMEM;
2825 force:
2826         /*
2827          * If the allocation has to be enforced, don't forget to raise
2828          * a MEMCG_MAX event.
2829          */
2830         if (!raised_max_event)
2831                 memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2832
2833         /*
2834          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2835          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2836          * temporarily by force charging it.
2837          */
2838         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2839         if (do_memsw_account())
2840                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2841
2842         return 0;
2843
2844 done_restock:
2845         if (batch > nr_pages)
2846                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2847
2848         /*
2849          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2850          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2851          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2852          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2853          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2854          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2855          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2856          */
2857         do {
2858                 bool mem_high, swap_high;
2859
2860                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2861                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2862                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2863                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2864
2865                 /* Don't bother a random interrupted task */
2866                 if (!in_task()) {
2867                         if (mem_high) {
2868                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2869                                 break;
2870                         }
2871                         continue;
2872                 }
2873
2874                 if (mem_high || swap_high) {
2875                         /*
2876                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2877                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2878                          * of the memory or swap footprints.
2879                          *
2880                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2881                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2882                          * based on how much each task is actually allocating.
2883                          */
2884                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2885                         set_notify_resume(current);
2886                         break;
2887                 }
2888         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2889
2890         if (current->memcg_nr_pages_over_high > MEMCG_CHARGE_BATCH &&
2891             !(current->flags & PF_MEMALLOC) &&
2892             gfpflags_allow_blocking(gfp_mask)) {
2893                 mem_cgroup_handle_over_high(gfp_mask);
2894         }
2895         return 0;
2896 }
2897
2898 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2899                              unsigned int nr_pages)
2900 {
2901         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2902                 return 0;
2903
2904         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2905 }
2906
2907 /**
2908  * mem_cgroup_cancel_charge() - cancel an uncommitted try_charge() call.
2909  * @memcg: memcg previously charged.
2910  * @nr_pages: number of pages previously charged.
2911  */
2912 void mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2913 {
2914         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2915                 return;
2916
2917         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2918         if (do_memsw_account())
2919                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2920 }
2921
2922 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2923 {
2924         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2925         /*
2926          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2927          *
2928          * - the page lock
2929          * - LRU isolation
2930          * - folio_memcg_lock()
2931          * - exclusive reference
2932          * - mem_cgroup_trylock_pages()
2933          */
2934         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2935 }
2936
2937 /**
2938  * mem_cgroup_commit_charge - commit a previously successful try_charge().
2939  * @folio: folio to commit the charge to.
2940  * @memcg: memcg previously charged.
2941  */
2942 void mem_cgroup_commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2943 {
2944         css_get(&memcg->css);
2945         commit_charge(folio, memcg);
2946
2947         local_irq_disable();
2948         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, folio_nr_pages(folio));
2949         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
2950         local_irq_enable();
2951 }
2952
2953 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2954 /*
2955  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2956  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2957  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2958  */
2959 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
2960                                  __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
2961
2962 /*
2963  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2964  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2965  */
2966 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2967                                      struct pglist_data *pgdat,
2968                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2969 {
2970         struct mem_cgroup *memcg;
2971         struct lruvec *lruvec;
2972
2973         rcu_read_lock();
2974         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2975         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
2976         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
2977         rcu_read_unlock();
2978 }
2979
2980 int memcg_alloc_slab_cgroups(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
2981                                  gfp_t gfp, bool new_slab)
2982 {
2983         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
2984         unsigned long memcg_data;
2985         void *vec;
2986
2987         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
2988         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
2989                            slab_nid(slab));
2990         if (!vec)
2991                 return -ENOMEM;
2992
2993         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
2994         if (new_slab) {
2995                 /*
2996                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
2997                  * memcg_data, no synchronization is required and memcg_data can
2998                  * be simply assigned.
2999                  */
3000                 slab->memcg_data = memcg_data;
3001         } else if (cmpxchg(&slab->memcg_data, 0, memcg_data)) {
3002                 /*
3003                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
3004                  * assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
3005                  * objcg vector should be reused.
3006                  */
3007                 kfree(vec);
3008                 return 0;
3009         }
3010
3011         kmemleak_not_leak(vec);
3012         return 0;
3013 }
3014
3015 static __always_inline
3016 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj_folio(struct folio *folio, void *p)
3017 {
3018         /*
3019          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
3020          * Memcg membership data for each individual object is saved in
3021          * slab->memcg_data.
3022          */
3023         if (folio_test_slab(folio)) {
3024                 struct obj_cgroup **objcgs;
3025                 struct slab *slab;
3026                 unsigned int off;
3027
3028                 slab = folio_slab(folio);
3029                 objcgs = slab_objcgs(slab);
3030                 if (!objcgs)
3031                         return NULL;
3032
3033                 off = obj_to_index(slab->slab_cache, slab, p);
3034                 if (objcgs[off])
3035                         return obj_cgroup_memcg(objcgs[off]);
3036
3037                 return NULL;
3038         }
3039
3040         /*
3041          * folio_memcg_check() is used here, because in theory we can encounter
3042          * a folio where the slab flag has been cleared already, but
3043          * slab->memcg_data has not been freed yet
3044          * folio_memcg_check() will guarantee that a proper memory
3045          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3046          */
3047         return folio_memcg_check(folio);
3048 }
3049
3050 /*
3051  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3052  *
3053  * A passed kernel object can be a slab object, vmalloc object or a generic
3054  * kernel page, so different mechanisms for getting the memory cgroup pointer
3055  * should be used.
3056  *
3057  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
3058  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
3059  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
3060  *
3061  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3062  * cgroup_mutex, etc.
3063  */
3064 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
3065 {
3066         struct folio *folio;
3067
3068         if (mem_cgroup_disabled())
3069                 return NULL;
3070
3071         if (unlikely(is_vmalloc_addr(p)))
3072                 folio = page_folio(vmalloc_to_page(p));
3073         else
3074                 folio = virt_to_folio(p);
3075
3076         return mem_cgroup_from_obj_folio(folio, p);
3077 }
3078
3079 /*
3080  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3081  * Similar to mem_cgroup_from_obj(), but faster and not suitable for objects,
3082  * allocated using vmalloc().
3083  *
3084  * A passed kernel object must be a slab object or a generic kernel page.
3085  *
3086  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3087  * cgroup_mutex, etc.
3088  */
3089 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_slab_obj(void *p)
3090 {
3091         if (mem_cgroup_disabled())
3092                 return NULL;
3093
3094         return mem_cgroup_from_obj_folio(virt_to_folio(p), p);
3095 }
3096
3097 static struct obj_cgroup *__get_obj_cgroup_from_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
3098 {
3099         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3100
3101         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3102                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3103                 if (likely(objcg && obj_cgroup_tryget(objcg)))
3104                         break;
3105                 objcg = NULL;
3106         }
3107         return objcg;
3108 }
3109
3110 static struct obj_cgroup *current_objcg_update(void)
3111 {
3112         struct mem_cgroup *memcg;
3113         struct obj_cgroup *old, *objcg = NULL;
3114
3115         do {
3116                 /* Atomically drop the update bit. */
3117                 old = xchg(&current->objcg, NULL);
3118                 if (old) {
3119                         old = (struct obj_cgroup *)
3120                                 ((unsigned long)old & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
3121                         if (old)
3122                                 obj_cgroup_put(old);
3123
3124                         old = NULL;
3125                 }
3126
3127                 /* If new objcg is NULL, no reason for the second atomic update. */
3128                 if (!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
3129                         return NULL;
3130
3131                 /*
3132                  * Release the objcg pointer from the previous iteration,
3133                  * if try_cmpxcg() below fails.
3134                  */
3135                 if (unlikely(objcg)) {
3136                         obj_cgroup_put(objcg);
3137                         objcg = NULL;
3138                 }
3139
3140                 /*
3141                  * Obtain the new objcg pointer. The current task can be
3142                  * asynchronously moved to another memcg and the previous
3143                  * memcg can be offlined. So let's get the memcg pointer
3144                  * and try get a reference to objcg under a rcu read lock.
3145                  */
3146
3147                 rcu_read_lock();
3148                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3149                 objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3150                 rcu_read_unlock();
3151
3152                 /*
3153                  * Try set up a new objcg pointer atomically. If it
3154                  * fails, it means the update flag was set concurrently, so
3155                  * the whole procedure should be repeated.
3156                  */
3157         } while (!try_cmpxchg(&current->objcg, &old, objcg));
3158
3159         return objcg;
3160 }
3161
3162 __always_inline struct obj_cgroup *current_obj_cgroup(void)
3163 {
3164         struct mem_cgroup *memcg;
3165         struct obj_cgroup *objcg;
3166
3167         if (in_task()) {
3168                 memcg = current->active_memcg;
3169                 if (unlikely(memcg))
3170                         goto from_memcg;
3171
3172                 objcg = READ_ONCE(current->objcg);
3173                 if (unlikely((unsigned long)objcg & CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG))
3174                         objcg = current_objcg_update();
3175                 /*
3176                  * Objcg reference is kept by the task, so it's safe
3177                  * to use the objcg by the current task.
3178                  */
3179                 return objcg;
3180         }
3181
3182         memcg = this_cpu_read(int_active_memcg);
3183         if (unlikely(memcg))
3184                 goto from_memcg;
3185
3186         return NULL;
3187
3188 from_memcg:
3189         objcg = NULL;
3190         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3191                 /*
3192                  * Memcg pointer is protected by scope (see set_active_memcg())
3193                  * and is pinning the corresponding objcg, so objcg can't go
3194                  * away and can be used within the scope without any additional
3195                  * protection.
3196                  */
3197                 objcg = rcu_dereference_check(memcg->objcg, 1);
3198                 if (likely(objcg))
3199                         break;
3200         }
3201
3202         return objcg;
3203 }
3204
3205 struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_folio(struct folio *folio)
3206 {
3207         struct obj_cgroup *objcg;
3208
3209         if (!memcg_kmem_online())
3210                 return NULL;
3211
3212         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
3213                 objcg = __folio_objcg(folio);
3214                 obj_cgroup_get(objcg);
3215         } else {
3216                 struct mem_cgroup *memcg;
3217
3218                 rcu_read_lock();
3219                 memcg = __folio_memcg(folio);
3220                 if (memcg)
3221                         objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3222                 else
3223                         objcg = NULL;
3224                 rcu_read_unlock();
3225         }
3226         return objcg;
3227 }
3228
3229 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
3230 {
3231         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_KMEM, nr_pages);
3232         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
3233                 if (nr_pages > 0)
3234                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3235                 else
3236                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, -nr_pages);
3237         }
3238 }
3239
3240
3241 /*
3242  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
3243  * @objcg: object cgroup to uncharge
3244  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3245  */
3246 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
3247                                       unsigned int nr_pages)
3248 {
3249         struct mem_cgroup *memcg;
3250
3251         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3252
3253         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3254         refill_stock(memcg, nr_pages);
3255
3256         css_put(&memcg->css);
3257 }
3258
3259 /*
3260  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3261  * @objcg: object cgroup to charge
3262  * @gfp: reclaim mode
3263  * @nr_pages: number of pages to charge
3264  *
3265  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3266  */
3267 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3268                                    unsigned int nr_pages)
3269 {
3270         struct mem_cgroup *memcg;
3271         int ret;
3272
3273         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3274
3275         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3276         if (ret)
3277                 goto out;
3278
3279         memcg_account_kmem(memcg, nr_pages);
3280 out:
3281         css_put(&memcg->css);
3282
3283         return ret;
3284 }
3285
3286 /**
3287  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3288  * @page: page to charge
3289  * @gfp: reclaim mode
3290  * @order: allocation order
3291  *
3292  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3293  */
3294 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3295 {
3296         struct obj_cgroup *objcg;
3297         int ret = 0;
3298
3299         objcg = current_obj_cgroup();
3300         if (objcg) {
3301                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3302                 if (!ret) {
3303                         obj_cgroup_get(objcg);
3304                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3305                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3306                         return 0;
3307                 }
3308         }
3309         return ret;
3310 }
3311
3312 /**
3313  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3314  * @page: page to uncharge
3315  * @order: allocation order
3316  */
3317 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3318 {
3319         struct folio *folio = page_folio(page);
3320         struct obj_cgroup *objcg;
3321         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3322
3323         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3324                 return;
3325
3326         objcg = __folio_objcg(folio);
3327         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3328         folio->memcg_data = 0;
3329         obj_cgroup_put(objcg);
3330 }
3331
3332 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3333                      enum node_stat_item idx, int nr)
3334 {
3335         struct memcg_stock_pcp *stock;
3336         struct obj_cgroup *old = NULL;
3337         unsigned long flags;
3338         int *bytes;
3339
3340         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3341         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3342
3343         /*
3344          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3345          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3346          * changes.
3347          */
3348         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) {
3349                 old = drain_obj_stock(stock);
3350                 obj_cgroup_get(objcg);
3351                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3352                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3353                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3354                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3355         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3356                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3357                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3358
3359                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3360                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3361                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3362                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3363                 }
3364                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3365                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3366                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3367                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3368                 }
3369                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3370         }
3371
3372         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3373                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3374         /*
3375          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3376          * cached locally at least once before pushing it out.
3377          */
3378         if (!*bytes) {
3379                 *bytes = nr;
3380                 nr = 0;
3381         } else {
3382                 *bytes += nr;
3383                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3384                         nr = *bytes;
3385                         *bytes = 0;
3386                 } else {
3387                         nr = 0;
3388                 }
3389         }
3390         if (nr)
3391                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3392
3393         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3394         if (old)
3395                 obj_cgroup_put(old);
3396 }
3397
3398 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3399 {
3400         struct memcg_stock_pcp *stock;
3401         unsigned long flags;
3402         bool ret = false;
3403
3404         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3405
3406         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3407         if (objcg == READ_ONCE(stock->cached_objcg) && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3408                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3409                 ret = true;
3410         }
3411
3412         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3413
3414         return ret;
3415 }
3416
3417 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3418 {
3419         struct obj_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3420
3421         if (!old)
3422                 return NULL;
3423
3424         if (stock->nr_bytes) {
3425                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3426                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3427
3428                 if (nr_pages) {
3429                         struct mem_cgroup *memcg;
3430
3431                         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(old);
3432
3433                         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3434                         __refill_stock(memcg, nr_pages);
3435
3436                         css_put(&memcg->css);
3437                 }
3438
3439                 /*
3440                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3441                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3442                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3443                  * refill_obj_stock().
3444                  *
3445                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3446                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3447                  * so it might be changed in the future.
3448                  */
3449                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3450                 stock->nr_bytes = 0;
3451         }
3452
3453         /*
3454          * Flush the vmstat data in current stock
3455          */
3456         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3457                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3458                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3459                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3460                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3461                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3462                 }
3463                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3464                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3465                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3466                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3467                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3468                 }
3469                 stock->cached_pgdat = NULL;
3470         }
3471
3472         WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, NULL);
3473         /*
3474          * The `old' objects needs to be released by the caller via
3475          * obj_cgroup_put() outside of memcg_stock_pcp::stock_lock.
3476          */
3477         return old;
3478 }
3479
3480 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3481                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3482 {
3483         struct obj_cgroup *objcg = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3484         struct mem_cgroup *memcg;
3485
3486         if (objcg) {
3487                 memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3488                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3489                         return true;
3490         }
3491
3492         return false;
3493 }
3494
3495 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3496                              bool allow_uncharge)
3497 {
3498         struct memcg_stock_pcp *stock;
3499         struct obj_cgroup *old = NULL;
3500         unsigned long flags;
3501         unsigned int nr_pages = 0;
3502
3503         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3504
3505         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3506         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) { /* reset if necessary */
3507                 old = drain_obj_stock(stock);
3508                 obj_cgroup_get(objcg);
3509                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3510                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3511                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3512                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3513         }
3514         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3515
3516         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3517                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3518                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3519         }
3520
3521         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3522         if (old)
3523                 obj_cgroup_put(old);
3524
3525         if (nr_pages)
3526                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3527 }
3528
3529 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3530 {
3531         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3532         int ret;
3533
3534         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3535                 return 0;
3536
3537         /*
3538          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3539          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3540          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3541          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3542          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3543          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3544          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3545          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3546          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3547          *
3548          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3549          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3550          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3551          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3552          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3553          * page uncharge right after a page charge, we set the
3554          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3555          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3556          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3557          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3558          * race.
3559          */
3560         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3561         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3562
3563         if (nr_bytes)
3564                 nr_pages += 1;
3565
3566         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3567         if (!ret && nr_bytes)
3568                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3569
3570         return ret;
3571 }
3572
3573 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3574 {
3575         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3576 }
3577
3578 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3579
3580 /*
3581  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3582  */
3583 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3584 {
3585         struct folio *folio = page_folio(head);
3586         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3587         int i;
3588
3589         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3590                 return;
3591
3592         for (i = 1; i < nr; i++)
3593                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3594
3595         if (folio_memcg_kmem(folio))
3596                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3597         else
3598                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3599 }
3600
3601 #ifdef CONFIG_SWAP
3602 /**
3603  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3604  * @entry: swap entry to be moved
3605  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3606  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3607  *
3608  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3609  * as the mem_cgroup's id of @from.
3610  *
3611  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3612  *
3613  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3614  * both res and memsw, and called css_get().
3615  */
3616 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3617                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3618 {
3619         unsigned short old_id, new_id;
3620
3621         old_id = mem_cgroup_id(from);
3622         new_id = mem_cgroup_id(to);
3623
3624         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3625                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3626                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3627                 return 0;
3628         }
3629         return -EINVAL;
3630 }
3631 #else
3632 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3633                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3634 {
3635         return -EINVAL;
3636 }
3637 #endif
3638
3639 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3640
3641 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3642                                  unsigned long max, bool memsw)
3643 {
3644         bool enlarge = false;
3645         bool drained = false;
3646         int ret;
3647         bool limits_invariant;
3648         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3649
3650         do {
3651                 if (signal_pending(current)) {
3652                         ret = -EINTR;
3653                         break;
3654                 }
3655
3656                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3657                 /*
3658                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3659                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3660                  */
3661                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3662                                            max <= memcg->memsw.max;
3663                 if (!limits_invariant) {
3664                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3665                         ret = -EINVAL;
3666                         break;
3667                 }
3668                 if (max > counter->max)
3669                         enlarge = true;
3670                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3671                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3672
3673                 if (!ret)
3674                         break;
3675
3676                 if (!drained) {
3677                         drain_all_stock(memcg);
3678                         drained = true;
3679                         continue;
3680                 }
3681
3682                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3683                                         memsw ? 0 : MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP)) {
3684                         ret = -EBUSY;
3685                         break;
3686                 }
3687         } while (true);
3688
3689         if (!ret && enlarge)
3690                 memcg_oom_recover(memcg);
3691
3692         return ret;
3693 }
3694
3695 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3696                                             gfp_t gfp_mask,
3697                                             unsigned long *total_scanned)
3698 {
3699         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3700         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3701         unsigned long reclaimed;
3702         int loop = 0;
3703         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3704         unsigned long excess;
3705
3706         if (lru_gen_enabled())
3707                 return 0;
3708
3709         if (order > 0)
3710                 return 0;
3711
3712         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3713
3714         /*
3715          * Do not even bother to check the largest node if the root
3716          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3717          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3718          */
3719         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3720                 return 0;
3721
3722         /*
3723          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3724          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3725          * pressure
3726          */
3727         do {
3728                 if (next_mz)
3729                         mz = next_mz;
3730                 else
3731                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3732                 if (!mz)
3733                         break;
3734
3735                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3736                                                     gfp_mask, total_scanned);
3737                 nr_reclaimed += reclaimed;
3738                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3739
3740                 /*
3741                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3742                  * it is time to move on to the next cgroup
3743                  */
3744                 next_mz = NULL;
3745                 if (!reclaimed)
3746                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3747
3748                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3749                 /*
3750                  * One school of thought says that we should not add
3751                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3752                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3753                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3754                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3755                  * term TODO.
3756                  */
3757                 /* If excess == 0, no tree ops */
3758                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3759                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3760                 css_put(&mz->memcg->css);
3761                 loop++;
3762                 /*
3763                  * Could not reclaim anything and there are no more
3764                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3765                  * reclaiming anything.
3766                  */
3767                 if (!nr_reclaimed &&
3768                         (next_mz == NULL ||
3769                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3770                         break;
3771         } while (!nr_reclaimed);
3772         if (next_mz)
3773                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3774         return nr_reclaimed;
3775 }
3776
3777 /*
3778  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3779  *
3780  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3781  */
3782 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3783 {
3784         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3785
3786         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3787         lru_add_drain_all();
3788
3789         drain_all_stock(memcg);
3790
3791         /* try to free all pages in this cgroup */
3792         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3793                 if (signal_pending(current))
3794                         return -EINTR;
3795
3796                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3797                                                   MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
3798                         nr_retries--;
3799         }
3800
3801         return 0;
3802 }
3803
3804 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3805                                             char *buf, size_t nbytes,
3806                                             loff_t off)
3807 {
3808         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3809
3810         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3811                 return -EINVAL;
3812         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3813 }
3814
3815 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3816                                      struct cftype *cft)
3817 {
3818         return 1;
3819 }
3820
3821 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3822                                       struct cftype *cft, u64 val)
3823 {
3824         if (val == 1)
3825                 return 0;
3826
3827         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3828                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
3829                      "depend on this functionality.\n");
3830
3831         return -EINVAL;
3832 }
3833
3834 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3835 {
3836         unsigned long val;
3837
3838         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3839                 /*
3840                  * Approximate root's usage from global state. This isn't
3841                  * perfect, but the root usage was always an approximation.
3842                  */
3843                 val = global_node_page_state(NR_FILE_PAGES) +
3844                         global_node_page_state(NR_ANON_MAPPED);
3845                 if (swap)
3846                         val += total_swap_pages - get_nr_swap_pages();
3847         } else {
3848                 if (!swap)
3849                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3850                 else
3851                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3852         }
3853         return val;
3854 }
3855
3856 enum {
3857         RES_USAGE,
3858         RES_LIMIT,
3859         RES_MAX_USAGE,
3860         RES_FAILCNT,
3861         RES_SOFT_LIMIT,
3862 };
3863
3864 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3865                                struct cftype *cft)
3866 {
3867         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3868         struct page_counter *counter;
3869
3870         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3871         case _MEM:
3872                 counter = &memcg->memory;
3873                 break;
3874         case _MEMSWAP:
3875                 counter = &memcg->memsw;
3876                 break;
3877         case _KMEM:
3878                 counter = &memcg->kmem;
3879                 break;
3880         case _TCP:
3881                 counter = &memcg->tcpmem;
3882                 break;
3883         default:
3884                 BUG();
3885         }
3886
3887         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3888         case RES_USAGE:
3889                 if (counter == &memcg->memory)
3890                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3891                 if (counter == &memcg->memsw)
3892                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3893                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3894         case RES_LIMIT:
3895                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3896         case RES_MAX_USAGE:
3897                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3898         case RES_FAILCNT:
3899                 return counter->failcnt;
3900         case RES_SOFT_LIMIT:
3901                 return (u64)READ_ONCE(memcg->soft_limit) * PAGE_SIZE;
3902         default:
3903                 BUG();
3904         }
3905 }
3906
3907 /*
3908  * This function doesn't do anything useful. Its only job is to provide a read
3909  * handler for a file so that cgroup_file_mode() will add read permissions.
3910  */
3911 static int mem_cgroup_dummy_seq_show(__always_unused struct seq_file *m,
3912                                      __always_unused void *v)
3913 {
3914         return -EINVAL;
3915 }
3916
3917 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3918 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3919 {
3920         struct obj_cgroup *objcg;
3921
3922         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3923                 return 0;
3924
3925         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3926                 return 0;
3927
3928         objcg = obj_cgroup_alloc();
3929         if (!objcg)
3930                 return -ENOMEM;
3931
3932         objcg->memcg = memcg;
3933         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3934         obj_cgroup_get(objcg);
3935         memcg->orig_objcg = objcg;
3936
3937         static_branch_enable(&memcg_kmem_online_key);
3938
3939         memcg->kmemcg_id = memcg->id.id;
3940
3941         return 0;
3942 }
3943
3944 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3945 {
3946         struct mem_cgroup *parent;
3947
3948         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3949                 return;
3950
3951         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3952                 return;
3953
3954         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3955         if (!parent)
3956                 parent = root_mem_cgroup;
3957
3958         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3959
3960         /*
3961          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3962          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3963          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3964          * memcg_reparent_list_lrus().
3965          */
3966         memcg_reparent_list_lrus(memcg, parent);
3967 }
3968 #else
3969 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3970 {
3971         return 0;
3972 }
3973 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3974 {
3975 }
3976 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3977
3978 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
3979 {
3980         int ret;
3981
3982         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3983
3984         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
3985         if (ret)
3986                 goto out;
3987
3988         if (!memcg->tcpmem_active) {
3989                 /*
3990                  * The active flag needs to be written after the static_key
3991                  * update. This is what guarantees that the socket activation
3992                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
3993                  * for details, and note that we don't mark any socket as
3994                  * belonging to this memcg until that flag is up.
3995                  *
3996                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
3997                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
3998                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
3999                  * yet, we'll lose accounting.
4000                  *
4001                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
4002                  * because when this value change, the code to process it is not
4003                  * patched in yet.
4004                  */
4005                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4006                 memcg->tcpmem_active = true;
4007         }
4008 out:
4009         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
4010         return ret;
4011 }
4012
4013 /*
4014  * The user of this function is...
4015  * RES_LIMIT.
4016  */
4017 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4018                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4019 {
4020         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4021         unsigned long nr_pages;
4022         int ret;
4023
4024         buf = strstrip(buf);
4025         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
4026         if (ret)
4027                 return ret;
4028
4029         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4030         case RES_LIMIT:
4031                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4032                         ret = -EINVAL;
4033                         break;
4034                 }
4035                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4036                 case _MEM:
4037                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
4038                         break;
4039                 case _MEMSWAP:
4040                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
4041                         break;
4042                 case _KMEM:
4043                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
4044                                      "Writing any value to this file has no effect. "
4045                                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
4046                                      "depend on this functionality.\n");
4047                         ret = 0;
4048                         break;
4049                 case _TCP:
4050                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
4051                         break;
4052                 }
4053                 break;
4054         case RES_SOFT_LIMIT:
4055                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
4056                         ret = -EOPNOTSUPP;
4057                 } else {
4058                         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, nr_pages);
4059                         ret = 0;
4060                 }
4061                 break;
4062         }
4063         return ret ?: nbytes;
4064 }
4065
4066 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4067                                 size_t nbytes, loff_t off)
4068 {
4069         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4070         struct page_counter *counter;
4071
4072         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4073         case _MEM:
4074                 counter = &memcg->memory;
4075                 break;
4076         case _MEMSWAP:
4077                 counter = &memcg->memsw;
4078                 break;
4079         case _KMEM:
4080                 counter = &memcg->kmem;
4081                 break;
4082         case _TCP:
4083                 counter = &memcg->tcpmem;
4084                 break;
4085         default:
4086                 BUG();
4087         }
4088
4089         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4090         case RES_MAX_USAGE:
4091                 page_counter_reset_watermark(counter);
4092                 break;
4093         case RES_FAILCNT:
4094                 counter->failcnt = 0;
4095                 break;
4096         default:
4097                 BUG();
4098         }
4099
4100         return nbytes;
4101 }
4102
4103 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4104                                         struct cftype *cft)
4105 {
4106         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4107 }
4108
4109 #ifdef CONFIG_MMU
4110 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4111                                         struct cftype *cft, u64 val)
4112 {
4113         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4114
4115         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
4116                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
4117                      "depend on this functionality.\n");
4118
4119         if (val & ~MOVE_MASK)
4120                 return -EINVAL;
4121
4122         /*
4123          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4124          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4125          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4126          * affect task migrations starting after the change.
4127          */
4128         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4129         return 0;
4130 }
4131 #else
4132 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4133                                         struct cftype *cft, u64 val)
4134 {
4135         return -ENOSYS;
4136 }
4137 #endif
4138
4139 #ifdef CONFIG_NUMA
4140
4141 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
4142 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
4143 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
4144
4145 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4146                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4147 {
4148         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4149         unsigned long nr = 0;
4150         enum lru_list lru;
4151
4152         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4153
4154         for_each_lru(lru) {
4155                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4156                         continue;
4157                 if (tree)
4158                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4159                 else
4160                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4161         }
4162         return nr;
4163 }
4164
4165 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4166                                              unsigned int lru_mask,
4167                                              bool tree)
4168 {
4169         unsigned long nr = 0;
4170         enum lru_list lru;
4171
4172         for_each_lru(lru) {
4173                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4174                         continue;
4175                 if (tree)
4176                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4177                 else
4178                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4179         }
4180         return nr;
4181 }
4182
4183 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4184 {
4185         struct numa_stat {
4186                 const char *name;
4187                 unsigned int lru_mask;
4188         };
4189
4190         static const struct numa_stat stats[] = {
4191                 { "total", LRU_ALL },
4192                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4193                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4194                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4195         };
4196         const struct numa_stat *stat;
4197         int nid;
4198         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4199
4200         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4201
4202         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4203                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4204                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4205                                                    false));
4206                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4207                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4208                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4209                                                         stat->lru_mask, false));
4210                 seq_putc(m, '\n');
4211         }
4212
4213         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4214
4215                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4216                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4217                                                    true));
4218                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4219                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4220                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4221                                                         stat->lru_mask, true));
4222                 seq_putc(m, '\n');
4223         }
4224
4225         return 0;
4226 }
4227 #endif /* CONFIG_NUMA */
4228
4229 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4230         NR_FILE_PAGES,
4231         NR_ANON_MAPPED,
4232 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4233         NR_ANON_THPS,
4234 #endif
4235         NR_SHMEM,
4236         NR_FILE_MAPPED,
4237         NR_FILE_DIRTY,
4238         NR_WRITEBACK,
4239         WORKINGSET_REFAULT_ANON,
4240         WORKINGSET_REFAULT_FILE,
4241 #ifdef CONFIG_SWAP
4242         MEMCG_SWAP,
4243         NR_SWAPCACHE,
4244 #endif
4245 };
4246
4247 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4248         "cache",
4249         "rss",
4250 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4251         "rss_huge",
4252 #endif
4253         "shmem",
4254         "mapped_file",
4255         "dirty",
4256         "writeback",
4257         "workingset_refault_anon",
4258         "workingset_refault_file",
4259 #ifdef CONFIG_SWAP
4260         "swap",
4261         "swapcached",
4262 #endif
4263 };
4264
4265 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4266 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4267         PGPGIN,
4268         PGPGOUT,
4269         PGFAULT,
4270         PGMAJFAULT,
4271 };
4272
4273 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
4274 {
4275         unsigned long memory, memsw;
4276         struct mem_cgroup *mi;
4277         unsigned int i;
4278
4279         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4280
4281         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4282
4283         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4284                 unsigned long nr;
4285
4286                 nr = memcg_page_state_local_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4287                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr);
4288         }
4289
4290         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4291                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4292                                memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4293
4294         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4295                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4296                                memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4297                                PAGE_SIZE);
4298
4299         /* Hierarchical information */
4300         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4301         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4302                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4303                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4304         }
4305         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4306                        (u64)memory * PAGE_SIZE);
4307         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4308                        (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4309
4310         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4311                 unsigned long nr;
4312
4313                 nr = memcg_page_state_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4314                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4315                                (u64)nr);
4316         }
4317
4318         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4319                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n",
4320                                vm_event_name(memcg1_events[i]),
4321                                (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4322
4323         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4324                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4325                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4326                                PAGE_SIZE);
4327
4328 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4329         {
4330                 pg_data_t *pgdat;
4331                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4332                 unsigned long anon_cost = 0;
4333                 unsigned long file_cost = 0;
4334
4335                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4336                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4337
4338                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4339                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4340                 }
4341                 seq_buf_printf(s, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4342                 seq_buf_printf(s, "file_cost %lu\n", file_cost);
4343         }
4344 #endif
4345 }
4346
4347 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4348                                       struct cftype *cft)
4349 {
4350         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4351
4352         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4353 }
4354
4355 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4356                                        struct cftype *cft, u64 val)
4357 {
4358         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4359
4360         if (val > 200)
4361                 return -EINVAL;
4362
4363         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4364                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, val);
4365         else
4366                 WRITE_ONCE(vm_swappiness, val);
4367
4368         return 0;
4369 }
4370
4371 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4372 {
4373         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4374         unsigned long usage;
4375         int i;
4376
4377         rcu_read_lock();
4378         if (!swap)
4379                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4380         else
4381                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4382
4383         if (!t)
4384                 goto unlock;
4385
4386         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4387
4388         /*
4389          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4390          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4391          * call of __mem_cgroup_threshold().
4392          */
4393         i = t->current_threshold;
4394
4395         /*
4396          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4397          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4398          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4399          * only one element of the array here.
4400          */
4401         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4402                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4403
4404         /* i = current_threshold + 1 */
4405         i++;
4406
4407         /*
4408          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4409          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4410          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4411          * only one element of the array here.
4412          */
4413         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4414                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4415
4416         /* Update current_threshold */
4417         t->current_threshold = i - 1;
4418 unlock:
4419         rcu_read_unlock();
4420 }
4421
4422 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4423 {
4424         while (memcg) {
4425                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4426                 if (do_memsw_account())
4427                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4428
4429                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4430         }
4431 }
4432
4433 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4434 {
4435         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4436         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4437
4438         if (_a->threshold > _b->threshold)
4439                 return 1;
4440
4441         if (_a->threshold < _b->threshold)
4442                 return -1;
4443
4444         return 0;
4445 }
4446
4447 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4448 {
4449         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4450
4451         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4452
4453         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4454                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4455
4456         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4457         return 0;
4458 }
4459
4460 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4461 {
4462         struct mem_cgroup *iter;
4463
4464         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4465                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4466 }
4467
4468 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4469         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4470 {
4471         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4472         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4473         unsigned long threshold;
4474         unsigned long usage;
4475         int i, size, ret;
4476
4477         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4478         if (ret)
4479                 return ret;
4480
4481         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4482
4483         if (type == _MEM) {
4484                 thresholds = &memcg->thresholds;
4485                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4486         } else if (type == _MEMSWAP) {
4487                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4488                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4489         } else
4490                 BUG();
4491
4492         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4493         if (thresholds->primary)
4494                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4495
4496         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4497
4498         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4499         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4500         if (!new) {
4501                 ret = -ENOMEM;
4502                 goto unlock;
4503         }
4504         new->size = size;
4505
4506         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4507         if (thresholds->primary)
4508                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4509                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4510
4511         /* Add new threshold */
4512         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4513         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4514
4515         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4516         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4517                         compare_thresholds, NULL);
4518
4519         /* Find current threshold */
4520         new->current_threshold = -1;
4521         for (i = 0; i < size; i++) {
4522                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4523                         /*
4524                          * new->current_threshold will not be used until
4525                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4526                          * it here.
4527                          */
4528                         ++new->current_threshold;
4529                 } else
4530                         break;
4531         }
4532
4533         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4534         kfree(thresholds->spare);
4535         thresholds->spare = thresholds->primary;
4536
4537         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4538
4539         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4540         synchronize_rcu();
4541
4542 unlock:
4543         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4544
4545         return ret;
4546 }
4547
4548 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4549         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4550 {
4551         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4552 }
4553
4554 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4555         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4556 {
4557         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4558 }
4559
4560 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4561         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4562 {
4563         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4564         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4565         unsigned long usage;
4566         int i, j, size, entries;
4567
4568         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4569
4570         if (type == _MEM) {
4571                 thresholds = &memcg->thresholds;
4572                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4573         } else if (type == _MEMSWAP) {
4574                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4575                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4576         } else
4577                 BUG();
4578
4579         if (!thresholds->primary)
4580                 goto unlock;
4581
4582         /* Check if a threshold crossed before removing */
4583         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4584
4585         /* Calculate new number of threshold */
4586         size = entries = 0;
4587         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4588                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4589                         size++;
4590                 else
4591                         entries++;
4592         }
4593
4594         new = thresholds->spare;
4595
4596         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4597         if (!entries)
4598                 goto unlock;
4599
4600         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4601         if (!size) {
4602                 kfree(new);
4603                 new = NULL;
4604                 goto swap_buffers;
4605         }
4606
4607         new->size = size;
4608
4609         /* Copy thresholds and find current threshold */
4610         new->current_threshold = -1;
4611         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4612                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4613                         continue;
4614
4615                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4616                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4617                         /*
4618                          * new->current_threshold will not be used
4619                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4620                          * it here.
4621                          */
4622                         ++new->current_threshold;
4623                 }
4624                 j++;
4625         }
4626
4627 swap_buffers:
4628         /* Swap primary and spare array */
4629         thresholds->spare = thresholds->primary;
4630
4631         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4632
4633         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4634         synchronize_rcu();
4635
4636         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4637         if (!new) {
4638                 kfree(thresholds->spare);
4639                 thresholds->spare = NULL;
4640         }
4641 unlock:
4642         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4643 }
4644
4645 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4646         struct eventfd_ctx *eventfd)
4647 {
4648         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4649 }
4650
4651 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4652         struct eventfd_ctx *eventfd)
4653 {
4654         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4655 }
4656
4657 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4658         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4659 {
4660         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4661
4662         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4663         if (!event)
4664                 return -ENOMEM;
4665
4666         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4667
4668         event->eventfd = eventfd;
4669         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4670
4671         /* already in OOM ? */
4672         if (memcg->under_oom)
4673                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4674         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4675
4676         return 0;
4677 }
4678
4679 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4680         struct eventfd_ctx *eventfd)
4681 {
4682         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4683
4684         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4685
4686         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4687                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4688                         list_del(&ev->list);
4689                         kfree(ev);
4690                 }
4691         }
4692
4693         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4694 }
4695
4696 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4697 {
4698         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4699
4700         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable));
4701         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4702         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4703                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4704         return 0;
4705 }
4706
4707 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4708         struct cftype *cft, u64 val)
4709 {
4710         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4711
4712         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4713         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4714                 return -EINVAL;
4715
4716         WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, val);
4717         if (!val)
4718                 memcg_oom_recover(memcg);
4719
4720         return 0;
4721 }
4722
4723 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4724
4725 #include <trace/events/writeback.h>
4726
4727 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4728 {
4729         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4730 }
4731
4732 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4733 {
4734         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4735 }
4736
4737 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4738 {
4739         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4740 }
4741
4742 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4743 {
4744         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4745
4746         if (!memcg->css.parent)
4747                 return NULL;
4748
4749         return &memcg->cgwb_domain;
4750 }
4751
4752 /**
4753  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4754  * @wb: bdi_writeback in question
4755  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4756  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4757  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4758  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4759  *
4760  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4761  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4762  * is a bit more involved.
4763  *
4764  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4765  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4766  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4767  * available memory in the system.  The caller should further cap
4768  * *@pheadroom accordingly.
4769  */
4770 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4771                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4772                          unsigned long *pwriteback)
4773 {
4774         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4775         struct mem_cgroup *parent;
4776
4777         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4778
4779         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4780         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4781         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4782                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4783
4784         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4785         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4786                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4787                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4788                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4789
4790                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4791                 memcg = parent;
4792         }
4793 }
4794
4795 /*
4796  * Foreign dirty flushing
4797  *
4798  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4799  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4800  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4801  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4802  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4803  * different cgroups isn't a common use-case.
4804  *
4805  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4806  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4807  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4808  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4809  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4810  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4811  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4812  * make writeback of the dirty pages happen.
4813  *
4814  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4815  * severely throttled after making some progress after each
4816  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4817  * completely idle.
4818  *
4819  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4820  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4821  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4822  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4823  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4824  *
4825  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4826  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4827  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4828  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4829  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4830  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4831  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4832  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4833  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4834  *
4835  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4836  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4837  * records are lockless and racy.
4838  */
4839 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4840                                              struct bdi_writeback *wb)
4841 {
4842         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4843         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4844         u64 now = get_jiffies_64();
4845         u64 oldest_at = now;
4846         int oldest = -1;
4847         int i;
4848
4849         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4850
4851         /*
4852          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4853          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4854          * written out.
4855          */
4856         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4857                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4858                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4859                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4860                         break;
4861                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4862                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4863                         oldest = i;
4864                         oldest_at = frn->at;
4865                 }
4866         }
4867
4868         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4869                 /*
4870                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4871                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4872                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4873                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4874                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4875                  */
4876                 unsigned long update_intv =
4877                         min_t(unsigned long, HZ,
4878                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4879
4880                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4881                         frn->at = now;
4882         } else if (oldest >= 0) {
4883                 /* replace the oldest free one */
4884                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4885                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4886                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4887                 frn->at = now;
4888         }
4889 }
4890
4891 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4892 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4893 {
4894         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4895         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4896         u64 now = jiffies_64;
4897         int i;
4898
4899         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4900                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4901
4902                 /*
4903                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4904                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4905                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4906                  * already one in flight.
4907                  */
4908                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4909                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4910                         frn->at = 0;
4911                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4912                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4913                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4914                                                &frn->done);
4915                 }
4916         }
4917 }
4918
4919 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4920
4921 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4922 {
4923         return 0;
4924 }
4925
4926 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4927 {
4928 }
4929
4930 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4931 {
4932 }
4933
4934 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4935
4936 /*
4937  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4938  *
4939  * "cgroup.event_control" implementation.
4940  *
4941  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4942  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4943  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4944  *
4945  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4946  * possible.
4947  */
4948
4949 /*
4950  * Unregister event and free resources.
4951  *
4952  * Gets called from workqueue.
4953  */
4954 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4955 {
4956         struct mem_cgroup_event *event =
4957                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4958         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4959
4960         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4961
4962         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4963
4964         /* Notify userspace the event is going away. */
4965         eventfd_signal(event->eventfd, 1);
4966
4967         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4968         kfree(event);
4969         css_put(&memcg->css);
4970 }
4971
4972 /*
4973  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4974  *
4975  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4976  */
4977 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4978                             int sync, void *key)
4979 {
4980         struct mem_cgroup_event *event =
4981                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
4982         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4983         __poll_t flags = key_to_poll(key);
4984
4985         if (flags & EPOLLHUP) {
4986                 /*
4987                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
4988                  * can simply return knowing the other side will cleanup
4989                  * for us.
4990                  *
4991                  * We can't race against event freeing since the other
4992                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
4993                  * which we hold.
4994                  */
4995                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
4996                 if (!list_empty(&event->list)) {
4997                         list_del_init(&event->list);
4998                         /*
4999                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5000                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5001                          */
5002                         schedule_work(&event->remove);
5003                 }
5004                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5005         }
5006
5007         return 0;
5008 }
5009
5010 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5011                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5012 {
5013         struct mem_cgroup_event *event =
5014                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5015
5016         event->wqh = wqh;
5017         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5018 }
5019
5020 /*
5021  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5022  *
5023  * Parse input and register new cgroup event handler.
5024  *
5025  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5026  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5027  */
5028 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5029                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5030 {
5031         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5032         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5033         struct mem_cgroup_event *event;
5034         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5035         unsigned int efd, cfd;
5036         struct fd efile;
5037         struct fd cfile;
5038         struct dentry *cdentry;
5039         const char *name;
5040         char *endp;
5041         int ret;
5042
5043         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
5044                 return -EOPNOTSUPP;
5045
5046         buf = strstrip(buf);
5047
5048         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5049         if (*endp != ' ')
5050                 return -EINVAL;
5051         buf = endp + 1;
5052
5053         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5054         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5055                 return -EINVAL;
5056         buf = endp + 1;
5057
5058         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5059         if (!event)
5060                 return -ENOMEM;
5061
5062         event->memcg = memcg;
5063         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5064         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5065         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5066         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5067
5068         efile = fdget(efd);
5069         if (!efile.file) {
5070                 ret = -EBADF;
5071                 goto out_kfree;
5072         }
5073
5074         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5075         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5076                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5077                 goto out_put_efile;
5078         }
5079
5080         cfile = fdget(cfd);
5081         if (!cfile.file) {
5082                 ret = -EBADF;
5083                 goto out_put_eventfd;
5084         }
5085
5086         /* the process need read permission on control file */
5087         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5088         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
5089         if (ret < 0)
5090                 goto out_put_cfile;
5091
5092         /*
5093          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
5094          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
5095          */
5096         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
5097         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
5098                 ret = -EINVAL;
5099                 goto out_put_cfile;
5100         }
5101
5102         /*
5103          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5104          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5105          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5106          * is for compatibility anyway.
5107          *
5108          * DO NOT ADD NEW FILES.
5109          */
5110         name = cdentry->d_name.name;
5111
5112         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5113                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5114                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5115         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5116                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5117                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5118         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5119                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5120                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5121         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5122                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5123                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5124         } else {
5125                 ret = -EINVAL;
5126                 goto out_put_cfile;
5127         }
5128
5129         /*
5130          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5131          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5132          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5133          */
5134         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
5135                                                &memory_cgrp_subsys);
5136         ret = -EINVAL;
5137         if (IS_ERR(cfile_css))
5138                 goto out_put_cfile;
5139         if (cfile_css != css) {
5140                 css_put(cfile_css);
5141                 goto out_put_cfile;
5142         }
5143
5144         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5145         if (ret)
5146                 goto out_put_css;
5147
5148         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5149
5150         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5151         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5152         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5153
5154         fdput(cfile);
5155         fdput(efile);
5156
5157         return nbytes;
5158
5159 out_put_css:
5160         css_put(css);
5161 out_put_cfile:
5162         fdput(cfile);
5163 out_put_eventfd:
5164         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5165 out_put_efile:
5166         fdput(efile);
5167 out_kfree:
5168         kfree(event);
5169
5170         return ret;
5171 }
5172
5173 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5174 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
5175 {
5176         /*
5177          * Deprecated.
5178          * Please, take a look at tools/cgroup/memcg_slabinfo.py .
5179          */
5180         return 0;
5181 }
5182 #endif
5183
5184 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v);
5185
5186 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5187         {
5188                 .name = "usage_in_bytes",
5189                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5190                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5191         },
5192         {
5193                 .name = "max_usage_in_bytes",
5194                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5195                 .write = mem_cgroup_reset,
5196                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5197         },
5198         {
5199                 .name = "limit_in_bytes",
5200                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5201                 .write = mem_cgroup_write,
5202                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5203         },
5204         {
5205                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5206                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5207                 .write = mem_cgroup_write,
5208                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5209         },
5210         {
5211                 .name = "failcnt",
5212                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5213                 .write = mem_cgroup_reset,
5214                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5215         },
5216         {
5217                 .name = "stat",
5218                 .seq_show = memory_stat_show,
5219         },
5220         {
5221                 .name = "force_empty",
5222                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5223         },
5224         {
5225                 .name = "use_hierarchy",
5226                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5227                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5228         },
5229         {
5230                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5231                 .write = memcg_write_event_control,
5232                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5233         },
5234         {
5235                 .name = "swappiness",
5236                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5237                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5238         },
5239         {
5240                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5241                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5242                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5243         },
5244         {
5245                 .name = "oom_control",
5246                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5247                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5248         },
5249         {
5250                 .name = "pressure_level",
5251                 .seq_show = mem_cgroup_dummy_seq_show,
5252         },
5253 #ifdef CONFIG_NUMA
5254         {
5255                 .name = "numa_stat",
5256                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5257         },
5258 #endif
5259         {
5260                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5261                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5262                 .write = mem_cgroup_write,
5263                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5264         },
5265         {
5266                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5267                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5268                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5269         },
5270         {
5271                 .name = "kmem.failcnt",
5272                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5273                 .write = mem_cgroup_reset,
5274                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5275         },
5276         {
5277                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5278                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5279                 .write = mem_cgroup_reset,
5280                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5281         },
5282 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && \
5283         (defined(CONFIG_SLAB) || defined(CONFIG_SLUB_DEBUG))
5284         {
5285                 .name = "kmem.slabinfo",
5286                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
5287         },
5288 #endif
5289         {
5290                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5291                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5292                 .write = mem_cgroup_write,
5293                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5294         },
5295         {
5296                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5297                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5298                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5299         },
5300         {
5301                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5302                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5303                 .write = mem_cgroup_reset,
5304                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5305         },
5306         {
5307                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5308                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5309                 .write = mem_cgroup_reset,
5310                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5311         },
5312         { },    /* terminate */
5313 };
5314
5315 /*
5316  * Private memory cgroup IDR
5317  *
5318  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5319  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5320  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5321  * memory-controlled cgroups to 64k.
5322  *
5323  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5324  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5325  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5326  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5327  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5328  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5329  *
5330  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5331  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5332  * when the CSS is offlined.
5333  *
5334  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5335  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5336  * those references are manageable from userspace.
5337  */
5338
5339 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       ((1UL << MEM_CGROUP_ID_SHIFT) - 1)
5340 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5341
5342 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5343 {
5344         if (memcg->id.id > 0) {
5345                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5346                 memcg->id.id = 0;
5347         }
5348 }
5349
5350 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5351                                                   unsigned int n)
5352 {
5353         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5354 }
5355
5356 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5357 {
5358         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5359                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5360
5361                 /* Memcg ID pins CSS */
5362                 css_put(&memcg->css);
5363         }
5364 }
5365
5366 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5367 {
5368         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5369 }
5370
5371 /**
5372  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5373  * @id: the memcg id to look up
5374  *
5375  * Caller must hold rcu_read_lock().
5376  */
5377 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5378 {
5379         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5380         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5381 }
5382
5383 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
5384 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_from_ino(unsigned long ino)
5385 {
5386         struct cgroup *cgrp;
5387         struct cgroup_subsys_state *css;
5388         struct mem_cgroup *memcg;
5389
5390         cgrp = cgroup_get_from_id(ino);
5391         if (IS_ERR(cgrp))
5392                 return ERR_CAST(cgrp);
5393
5394         css = cgroup_get_e_css(cgrp, &memory_cgrp_subsys);
5395         if (css)
5396                 memcg = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
5397         else
5398                 memcg = ERR_PTR(-ENOENT);
5399
5400         cgroup_put(cgrp);
5401
5402         return memcg;
5403 }
5404 #endif
5405
5406 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5407 {
5408         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5409
5410         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, node);
5411         if (!pn)
5412                 return 1;
5413
5414         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5415                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5416         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5417                 kfree(pn);
5418                 return 1;
5419         }
5420
5421         lruvec_init(&pn->lruvec);
5422         pn->memcg = memcg;
5423
5424         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5425         return 0;
5426 }
5427
5428 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5429 {
5430         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5431
5432         if (!pn)
5433                 return;
5434
5435         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5436         kfree(pn);
5437 }
5438
5439 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5440 {
5441         int node;
5442
5443         if (memcg->orig_objcg)
5444                 obj_cgroup_put(memcg->orig_objcg);
5445
5446         for_each_node(node)
5447                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5448         kfree(memcg->vmstats);
5449         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5450         kfree(memcg);
5451 }
5452
5453 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5454 {
5455         lru_gen_exit_memcg(memcg);
5456         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5457         __mem_cgroup_free(memcg);
5458 }
5459
5460 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5461 {
5462         struct mem_cgroup *memcg;
5463         int node;
5464         int __maybe_unused i;
5465         long error = -ENOMEM;
5466
5467         memcg = kzalloc(struct_size(memcg, nodeinfo, nr_node_ids), GFP_KERNEL);
5468         if (!memcg)
5469                 return ERR_PTR(error);
5470
5471         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5472                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX + 1, GFP_KERNEL);
5473         if (memcg->id.id < 0) {
5474                 error = memcg->id.id;
5475                 goto fail;
5476         }
5477
5478         memcg->vmstats = kzalloc(sizeof(struct memcg_vmstats), GFP_KERNEL);
5479         if (!memcg->vmstats)
5480                 goto fail;
5481
5482         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5483                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5484         if (!memcg->vmstats_percpu)
5485                 goto fail;
5486
5487         for_each_node(node)
5488                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5489                         goto fail;
5490
5491         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5492                 goto fail;
5493
5494         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5495         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5496         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5497         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5498         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5499         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5500         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5501         memcg->socket_pressure = jiffies;
5502 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5503         memcg->kmemcg_id = -1;
5504         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5505 #endif
5506 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5507         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5508         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5509                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5510                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5511 #endif
5512 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5513         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5514         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5515         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5516 #endif
5517         lru_gen_init_memcg(memcg);
5518         return memcg;
5519 fail:
5520         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5521         __mem_cgroup_free(memcg);
5522         return ERR_PTR(error);
5523 }
5524
5525 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5526 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5527 {
5528         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5529         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5530
5531         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5532         memcg = mem_cgroup_alloc();
5533         set_active_memcg(old_memcg);
5534         if (IS_ERR(memcg))
5535                 return ERR_CAST(memcg);
5536
5537         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5538         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5539 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
5540         memcg->zswap_max = PAGE_COUNTER_MAX;
5541 #endif
5542         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5543         if (parent) {
5544                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, mem_cgroup_swappiness(parent));
5545                 WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, READ_ONCE(parent->oom_kill_disable));
5546
5547                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5548                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5549                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5550                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5551         } else {
5552                 init_memcg_events();
5553                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5554                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5555                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5556                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5557
5558                 root_mem_cgroup = memcg;
5559                 return &memcg->css;
5560         }
5561
5562         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5563                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5564
5565 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5566         if (!cgroup_memory_nobpf)
5567                 static_branch_inc(&memcg_bpf_enabled_key);
5568 #endif
5569
5570         return &memcg->css;
5571 }
5572
5573 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5574 {
5575         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5576
5577         if (memcg_online_kmem(memcg))
5578                 goto remove_id;
5579
5580         /*
5581          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5582          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5583          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5584          */
5585         if (alloc_shrinker_info(memcg))
5586                 goto offline_kmem;
5587
5588         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5589                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5590                                    FLUSH_TIME);
5591         lru_gen_online_memcg(memcg);
5592
5593         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5594         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5595         css_get(css);
5596
5597         /*
5598          * Ensure mem_cgroup_from_id() works once we're fully online.
5599          *
5600          * We could do this earlier and require callers to filter with
5601          * css_tryget_online(). But right now there are no users that
5602          * need earlier access, and the workingset code relies on the
5603          * cgroup tree linkage (mem_cgroup_get_nr_swap_pages()). So
5604          * publish it here at the end of onlining. This matches the
5605          * regular ID destruction during offlining.
5606          */
5607         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5608
5609         return 0;
5610 offline_kmem:
5611         memcg_offline_kmem(memcg);
5612 remove_id:
5613         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5614         return -ENOMEM;
5615 }
5616
5617 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5618 {
5619         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5620         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5621
5622         /*
5623          * Unregister events and notify userspace.
5624          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5625          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5626          */
5627         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5628         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5629                 list_del_init(&event->list);
5630                 schedule_work(&event->remove);
5631         }
5632         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5633
5634         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5635         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5636
5637         zswap_memcg_offline_cleanup(memcg);
5638
5639         memcg_offline_kmem(memcg);
5640         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5641         wb_memcg_offline(memcg);
5642         lru_gen_offline_memcg(memcg);
5643
5644         drain_all_stock(memcg);
5645
5646         mem_cgroup_id_put(memcg);
5647 }
5648
5649 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5650 {
5651         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5652
5653         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5654         lru_gen_release_memcg(memcg);
5655 }
5656
5657 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5658 {
5659         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5660         int __maybe_unused i;
5661
5662 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5663         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5664                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5665 #endif
5666         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5667                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5668
5669         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5670                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5671
5672 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5673         if (!cgroup_memory_nobpf)
5674                 static_branch_dec(&memcg_bpf_enabled_key);
5675 #endif
5676
5677         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5678         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5679         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5680         free_shrinker_info(memcg);
5681         mem_cgroup_free(memcg);
5682 }
5683
5684 /**
5685  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5686  * @css: the target css
5687  *
5688  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5689  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5690  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5691  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5692  * made visible again.
5693  *
5694  * The current implementation only resets the essential configurations.
5695  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5696  */
5697 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5698 {
5699         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5700
5701         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5702         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5703         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5704         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5705         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5706         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5707         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5708         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5709         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5710         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5711 }
5712
5713 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5714 {
5715         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5716         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5717         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5718         long delta, delta_cpu, v;
5719         int i, nid;
5720
5721         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5722
5723         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5724                 /*
5725                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5726                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5727                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5728                  */
5729                 delta = memcg->vmstats->state_pending[i];
5730                 if (delta)
5731                         memcg->vmstats->state_pending[i] = 0;
5732
5733                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5734                 delta_cpu = 0;
5735                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5736                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5737                         delta_cpu = v - statc->state_prev[i];
5738                         delta += delta_cpu;
5739                         statc->state_prev[i] = v;
5740                 }
5741
5742                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5743                 if (delta_cpu)
5744                         memcg->vmstats->state_local[i] += delta_cpu;
5745
5746                 if (delta) {
5747                         memcg->vmstats->state[i] += delta;
5748                         if (parent)
5749                                 parent->vmstats->state_pending[i] += delta;
5750                 }
5751         }
5752
5753         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; i++) {
5754                 delta = memcg->vmstats->events_pending[i];
5755                 if (delta)
5756                         memcg->vmstats->events_pending[i] = 0;
5757
5758                 delta_cpu = 0;
5759                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5760                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5761                         delta_cpu = v - statc->events_prev[i];
5762                         delta += delta_cpu;
5763                         statc->events_prev[i] = v;
5764                 }
5765
5766                 if (delta_cpu)
5767                         memcg->vmstats->events_local[i] += delta_cpu;
5768
5769                 if (delta) {
5770                         memcg->vmstats->events[i] += delta;
5771                         if (parent)
5772                                 parent->vmstats->events_pending[i] += delta;
5773                 }
5774         }
5775
5776         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5777                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5778                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5779                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5780
5781                 if (parent)
5782                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5783
5784                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5785
5786                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5787                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5788                         if (delta)
5789                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5790
5791                         delta_cpu = 0;
5792                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5793                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5794                                 delta_cpu = v - lstatc->state_prev[i];
5795                                 delta += delta_cpu;
5796                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5797                         }
5798
5799                         if (delta_cpu)
5800                                 pn->lruvec_stats.state_local[i] += delta_cpu;
5801
5802                         if (delta) {
5803                                 pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5804                                 if (ppn)
5805                                         ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5806                         }
5807                 }
5808         }
5809         statc->stats_updates = 0;
5810         /* We are in a per-cpu loop here, only do the atomic write once */
5811         if (atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates))
5812                 atomic64_set(&memcg->vmstats->stats_updates, 0);
5813 }
5814
5815 #ifdef CONFIG_MMU
5816 /* Handlers for move charge at task migration. */
5817 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5818 {
5819         int ret;
5820
5821         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5822         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5823         if (!ret) {
5824                 mc.precharge += count;
5825                 return ret;
5826         }
5827
5828         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5829         while (count--) {
5830                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5831                 if (ret)
5832                         return ret;
5833                 mc.precharge++;
5834                 cond_resched();
5835         }
5836         return 0;
5837 }
5838
5839 union mc_target {
5840         struct page     *page;
5841         swp_entry_t     ent;
5842 };
5843
5844 enum mc_target_type {
5845         MC_TARGET_NONE = 0,
5846         MC_TARGET_PAGE,
5847         MC_TARGET_SWAP,
5848         MC_TARGET_DEVICE,
5849 };
5850
5851 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5852                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5853 {
5854         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5855
5856         if (!page)
5857                 return NULL;
5858         if (PageAnon(page)) {
5859                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5860                         return NULL;
5861         } else {
5862                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5863                         return NULL;
5864         }
5865         get_page(page);
5866
5867         return page;
5868 }
5869
5870 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5871 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5872                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5873 {
5874         struct page *page = NULL;
5875         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5876
5877         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5878                 return NULL;
5879
5880         /*
5881          * Handle device private pages that are not accessible by the CPU, but
5882          * stored as special swap entries in the page table.
5883          */
5884         if (is_device_private_entry(ent)) {
5885                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5886                 if (!get_page_unless_zero(page))
5887                         return NULL;
5888                 return page;
5889         }
5890
5891         if (non_swap_entry(ent))
5892                 return NULL;
5893
5894         /*
5895          * Because swap_cache_get_folio() updates some statistics counter,
5896          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5897          */
5898         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5899         entry->val = ent.val;
5900
5901         return page;
5902 }
5903 #else
5904 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5905                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5906 {
5907         return NULL;
5908 }
5909 #endif
5910
5911 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5912                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5913 {
5914         unsigned long index;
5915         struct folio *folio;
5916
5917         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5918                 return NULL;
5919         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5920                 return NULL;
5921
5922         /* folio is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5923         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5924         index = linear_page_index(vma, addr);
5925         folio = filemap_get_incore_folio(vma->vm_file->f_mapping, index);
5926         if (IS_ERR(folio))
5927                 return NULL;
5928         return folio_file_page(folio, index);
5929 }
5930
5931 /**
5932  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5933  * @page: the page
5934  * @compound: charge the page as compound or small page
5935  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5936  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5937  *
5938  * The page must be locked and not on the LRU.
5939  *
5940  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5941  * from old cgroup.
5942  */
5943 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5944                                    bool compound,
5945                                    struct mem_cgroup *from,
5946                                    struct mem_cgroup *to)
5947 {
5948         struct folio *folio = page_folio(page);
5949         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5950         struct pglist_data *pgdat;
5951         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5952         int nid, ret;
5953
5954         VM_BUG_ON(from == to);
5955         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
5956         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5957         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5958
5959         ret = -EINVAL;
5960         if (folio_memcg(folio) != from)
5961                 goto out;
5962
5963         pgdat = folio_pgdat(folio);
5964         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5965         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5966
5967         folio_memcg_lock(folio);
5968
5969         if (folio_test_anon(folio)) {
5970                 if (folio_mapped(folio)) {
5971                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5972                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5973                         if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
5974                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5975                                                    -nr_pages);
5976                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5977                                                    nr_pages);
5978                         }
5979                 }
5980         } else {
5981                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
5982                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
5983
5984                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
5985                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
5986                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
5987                 }
5988
5989                 if (folio_mapped(folio)) {
5990                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
5991                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
5992                 }
5993
5994                 if (folio_test_dirty(folio)) {
5995                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
5996
5997                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
5998                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
5999                                                    -nr_pages);
6000                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
6001                                                    nr_pages);
6002                         }
6003                 }
6004         }
6005
6006 #ifdef CONFIG_SWAP
6007         if (folio_test_swapcache(folio)) {
6008                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SWAPCACHE, -nr_pages);
6009                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SWAPCACHE, nr_pages);
6010         }
6011 #endif
6012         if (folio_test_writeback(folio)) {
6013                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
6014                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
6015         }
6016
6017         /*
6018          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
6019          *
6020          * It is safe to change page's memcg here because the page
6021          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
6022          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
6023          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
6024          *
6025          * Note that folio_memcg_lock is a memcg lock, not a page lock,
6026          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
6027          * new memcg that isn't locked, the above state can change
6028          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
6029          */
6030         smp_mb();
6031
6032         css_get(&to->css);
6033         css_put(&from->css);
6034
6035         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
6036
6037         __folio_memcg_unlock(from);
6038
6039         ret = 0;
6040         nid = folio_nid(folio);
6041
6042         local_irq_disable();
6043         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
6044         memcg_check_events(to, nid);
6045         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
6046         memcg_check_events(from, nid);
6047         local_irq_enable();
6048 out:
6049         return ret;
6050 }
6051
6052 /**
6053  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6054  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6055  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6056  * @ptent: the pte to be checked
6057  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6058  *
6059  * Context: Called with pte lock held.
6060  * Return:
6061  * * MC_TARGET_NONE - If the pte is not a target for move charge.
6062  * * MC_TARGET_PAGE - If the page corresponding to this pte is a target for
6063  *   move charge. If @target is not NULL, the page is stored in target->page
6064  *   with extra refcnt taken (Caller should release it).
6065  * * MC_TARGET_SWAP - If the swap entry corresponding to this pte is a
6066  *   target for charge migration.  If @target is not NULL, the entry is
6067  *   stored in target->ent.
6068  * * MC_TARGET_DEVICE - Like MC_TARGET_PAGE but page is device memory and
6069  *   thus not on the lru.  For now such page is charged like a regular page
6070  *   would be as it is just special memory taking the place of a regular page.
6071  *   See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
6072  */
6073 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6074                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6075 {
6076         struct page *page = NULL;
6077         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6078         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6079
6080         if (pte_present(ptent))
6081                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6082         else if (pte_none_mostly(ptent))
6083                 /*
6084                  * PTE markers should be treated as a none pte here, separated
6085                  * from other swap handling below.
6086                  */
6087                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
6088         else if (is_swap_pte(ptent))
6089                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
6090
6091         if (target && page) {
6092                 if (!trylock_page(page)) {
6093                         put_page(page);
6094                         return ret;
6095                 }
6096                 /*
6097                  * page_mapped() must be stable during the move. This
6098                  * pte is locked, so if it's present, the page cannot
6099                  * become unmapped. If it isn't, we have only partial
6100                  * control over the mapped state: the page lock will
6101                  * prevent new faults against pagecache and swapcache,
6102                  * so an unmapped page cannot become mapped. However,
6103                  * if the page is already mapped elsewhere, it can
6104                  * unmap, and there is nothing we can do about it.
6105                  * Alas, skip moving the page in this case.
6106                  */
6107                 if (!pte_present(ptent) && page_mapped(page)) {
6108                         unlock_page(page);
6109                         put_page(page);
6110                         return ret;
6111                 }
6112         }
6113
6114         if (!page && !ent.val)
6115                 return ret;
6116         if (page) {
6117                 /*
6118                  * Do only loose check w/o serialization.
6119                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
6120                  * not under LRU exclusion.
6121                  */
6122                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
6123                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6124                         if (is_device_private_page(page) ||
6125                             is_device_coherent_page(page))
6126                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
6127                         if (target)
6128                                 target->page = page;
6129                 }
6130                 if (!ret || !target) {
6131                         if (target)
6132                                 unlock_page(page);
6133                         put_page(page);
6134                 }
6135         }
6136         /*
6137          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
6138          * But we cannot move a tail-page in a THP.
6139          */
6140         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
6141             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6142                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6143                 if (target)
6144                         target->ent = ent;
6145         }
6146         return ret;
6147 }
6148
6149 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6150 /*
6151  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
6152  * not support them for now.
6153  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6154  */
6155 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6156                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6157 {
6158         struct page *page = NULL;
6159         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6160
6161         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
6162                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
6163                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
6164                 return ret;
6165         }
6166         page = pmd_page(pmd);
6167         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6168         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
6169                 return ret;
6170         if (page_memcg(page) == mc.from) {
6171                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6172                 if (target) {
6173                         get_page(page);
6174                         if (!trylock_page(page)) {
6175                                 put_page(page);
6176                                 return MC_TARGET_NONE;
6177                         }
6178                         target->page = page;
6179                 }
6180         }
6181         return ret;
6182 }
6183 #else
6184 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6185                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6186 {
6187         return MC_TARGET_NONE;
6188 }
6189 #endif
6190
6191 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6192                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6193                                         struct mm_walk *walk)
6194 {
6195         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6196         pte_t *pte;
6197         spinlock_t *ptl;
6198
6199         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6200         if (ptl) {
6201                 /*
6202                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
6203                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
6204                  * this might change.
6205                  */
6206                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6207                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6208                 spin_unlock(ptl);
6209                 return 0;
6210         }
6211
6212         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6213         if (!pte)
6214                 return 0;
6215         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6216                 if (get_mctgt_type(vma, addr, ptep_get(pte), NULL))
6217                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6218         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6219         cond_resched();
6220
6221         return 0;
6222 }
6223
6224 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
6225         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6226         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6227 };
6228
6229 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6230 {
6231         unsigned long precharge;
6232
6233         mmap_read_lock(mm);
6234         walk_page_range(mm, 0, ULONG_MAX, &precharge_walk_ops, NULL);
6235         mmap_read_unlock(mm);
6236
6237         precharge = mc.precharge;
6238         mc.precharge = 0;
6239
6240         return precharge;
6241 }
6242
6243 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6244 {
6245         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6246
6247         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6248         mc.moving_task = current;
6249         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6250 }
6251
6252 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6253 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6254 {
6255         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6256         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6257
6258         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6259         if (mc.precharge) {
6260                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6261                 mc.precharge = 0;
6262         }
6263         /*
6264          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6265          * we must uncharge here.
6266          */
6267         if (mc.moved_charge) {
6268                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6269                 mc.moved_charge = 0;
6270         }
6271         /* we must fixup refcnts and charges */
6272         if (mc.moved_swap) {
6273                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6274                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6275                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
6276
6277                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
6278
6279                 /*
6280                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
6281                  * should uncharge to->memory.
6282                  */
6283                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
6284                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
6285
6286                 mc.moved_swap = 0;
6287         }
6288         memcg_oom_recover(from);
6289         memcg_oom_recover(to);
6290         wake_up_all(&mc.waitq);
6291 }
6292
6293 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6294 {
6295         struct mm_struct *mm = mc.mm;
6296
6297         /*
6298          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6299          * task migration.
6300          */
6301         mc.moving_task = NULL;
6302         __mem_cgroup_clear_mc();
6303         spin_lock(&mc.lock);
6304         mc.from = NULL;
6305         mc.to = NULL;
6306         mc.mm = NULL;
6307         spin_unlock(&mc.lock);
6308
6309         mmput(mm);
6310 }
6311
6312 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6313 {
6314         struct cgroup_subsys_state *css;
6315         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6316         struct mem_cgroup *from;
6317         struct task_struct *leader, *p;
6318         struct mm_struct *mm;
6319         unsigned long move_flags;
6320         int ret = 0;
6321
6322         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6323         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6324                 return 0;
6325
6326         /*
6327          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6328          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6329          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6330          * multiple.
6331          */
6332         p = NULL;
6333         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6334                 WARN_ON_ONCE(p);
6335                 p = leader;
6336                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6337         }
6338         if (!p)
6339                 return 0;
6340
6341         /*
6342          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
6343          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6344          * So we need to save it, and keep it going.
6345          */
6346         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6347         if (!move_flags)
6348                 return 0;
6349
6350         from = mem_cgroup_from_task(p);
6351
6352         VM_BUG_ON(from == memcg);
6353
6354         mm = get_task_mm(p);
6355         if (!mm)
6356                 return 0;
6357         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6358         if (mm->owner == p) {
6359                 VM_BUG_ON(mc.from);
6360                 VM_BUG_ON(mc.to);
6361                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6362                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6363                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6364
6365                 spin_lock(&mc.lock);
6366                 mc.mm = mm;
6367                 mc.from = from;
6368                 mc.to = memcg;
6369                 mc.flags = move_flags;
6370                 spin_unlock(&mc.lock);
6371                 /* We set mc.moving_task later */
6372
6373                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6374                 if (ret)
6375                         mem_cgroup_clear_mc();
6376         } else {
6377                 mmput(mm);
6378         }
6379         return ret;
6380 }
6381
6382 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6383 {
6384         if (mc.to)
6385                 mem_cgroup_clear_mc();
6386 }
6387
6388 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6389                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6390                                 struct mm_walk *walk)
6391 {
6392         int ret = 0;
6393         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6394         pte_t *pte;
6395         spinlock_t *ptl;
6396         enum mc_target_type target_type;
6397         union mc_target target;
6398         struct page *page;
6399
6400         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6401         if (ptl) {
6402                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6403                         spin_unlock(ptl);
6404                         return 0;
6405                 }
6406                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6407                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6408                         page = target.page;
6409                         if (isolate_lru_page(page)) {
6410                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6411                                                              mc.from, mc.to)) {
6412                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6413                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6414                                 }
6415                                 putback_lru_page(page);
6416                         }
6417                         unlock_page(page);
6418                         put_page(page);
6419                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6420                         page = target.page;
6421                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6422                                                      mc.from, mc.to)) {
6423                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6424                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6425                         }
6426                         unlock_page(page);
6427                         put_page(page);
6428                 }
6429                 spin_unlock(ptl);
6430                 return 0;
6431         }
6432
6433 retry:
6434         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6435         if (!pte)
6436                 return 0;
6437         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6438                 pte_t ptent = ptep_get(pte++);
6439                 bool device = false;
6440                 swp_entry_t ent;
6441
6442                 if (!mc.precharge)
6443                         break;
6444
6445                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6446                 case MC_TARGET_DEVICE:
6447                         device = true;
6448                         fallthrough;
6449                 case MC_TARGET_PAGE:
6450                         page = target.page;
6451                         /*
6452                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6453                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6454                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6455                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6456                          */
6457                         if (PageTransCompound(page))
6458                                 goto put;
6459                         if (!device && !isolate_lru_page(page))
6460                                 goto put;
6461                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6462                                                 mc.from, mc.to)) {
6463                                 mc.precharge--;
6464                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6465                                 mc.moved_charge++;
6466                         }
6467                         if (!device)
6468                                 putback_lru_page(page);
6469 put:                    /* get_mctgt_type() gets & locks the page */
6470                         unlock_page(page);
6471                         put_page(page);
6472                         break;
6473                 case MC_TARGET_SWAP:
6474                         ent = target.ent;
6475                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6476                                 mc.precharge--;
6477                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6478                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6479                                 mc.moved_swap++;
6480                         }
6481                         break;
6482                 default:
6483                         break;
6484                 }
6485         }
6486         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6487         cond_resched();
6488
6489         if (addr != end) {
6490                 /*
6491                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6492                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6493                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6494                  * phase.
6495                  */
6496                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6497                 if (!ret)
6498                         goto retry;
6499         }
6500
6501         return ret;
6502 }
6503
6504 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6505         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6506         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6507 };
6508
6509 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6510 {
6511         lru_add_drain_all();
6512         /*
6513          * Signal folio_memcg_lock() to take the memcg's move_lock
6514          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6515          * for already started RCU-only updates to finish.
6516          */
6517         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6518         synchronize_rcu();
6519 retry:
6520         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6521                 /*
6522                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6523                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6524                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6525                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6526                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6527                  */
6528                 __mem_cgroup_clear_mc();
6529                 cond_resched();
6530                 goto retry;
6531         }
6532         /*
6533          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6534          * additional charge, the page walk just aborts.
6535          */
6536         walk_page_range(mc.mm, 0, ULONG_MAX, &charge_walk_ops, NULL);
6537         mmap_read_unlock(mc.mm);
6538         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6539 }
6540
6541 static void mem_cgroup_move_task(void)
6542 {
6543         if (mc.to) {
6544                 mem_cgroup_move_charge();
6545                 mem_cgroup_clear_mc();
6546         }
6547 }
6548
6549 #else   /* !CONFIG_MMU */
6550 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6551 {
6552         return 0;
6553 }
6554 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6555 {
6556 }
6557 static void mem_cgroup_move_task(void)
6558 {
6559 }
6560 #endif
6561
6562 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6563 static void mem_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6564 {
6565         /*
6566          * Set the update flag to cause task->objcg to be initialized lazily
6567          * on the first allocation. It can be done without any synchronization
6568          * because it's always performed on the current task, so does
6569          * current_objcg_update().
6570          */
6571         task->objcg = (struct obj_cgroup *)CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG;
6572 }
6573
6574 static void mem_cgroup_exit(struct task_struct *task)
6575 {
6576         struct obj_cgroup *objcg = task->objcg;
6577
6578         objcg = (struct obj_cgroup *)
6579                 ((unsigned long)objcg & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
6580         if (objcg)
6581                 obj_cgroup_put(objcg);
6582
6583         /*
6584          * Some kernel allocations can happen after this point,
6585          * but let's ignore them. It can be done without any synchronization
6586          * because it's always performed on the current task, so does
6587          * current_objcg_update().
6588          */
6589         task->objcg = NULL;
6590 }
6591 #endif
6592
6593 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
6594 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6595 {
6596         struct task_struct *task;
6597         struct cgroup_subsys_state *css;
6598
6599         /* find the first leader if there is any */
6600         cgroup_taskset_for_each_leader(task, css, tset)
6601                 break;
6602
6603         if (!task)
6604                 return;
6605
6606         task_lock(task);
6607         if (task->mm && READ_ONCE(task->mm->owner) == task)
6608                 lru_gen_migrate_mm(task->mm);
6609         task_unlock(task);
6610 }
6611 #else
6612 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6613 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
6614
6615 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6616 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6617 {
6618         struct task_struct *task;
6619         struct cgroup_subsys_state *css;
6620
6621         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6622                 /* atomically set the update bit */
6623                 set_bit(CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT, (unsigned long *)&task->objcg);
6624         }
6625 }
6626 #else
6627 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6628 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
6629
6630 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
6631 static void mem_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6632 {
6633         mem_cgroup_lru_gen_attach(tset);
6634         mem_cgroup_kmem_attach(tset);
6635 }
6636 #endif
6637
6638 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6639 {
6640         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6641                 seq_puts(m, "max\n");
6642         else
6643                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6644
6645         return 0;
6646 }
6647
6648 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6649                                struct cftype *cft)
6650 {
6651         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6652
6653         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6654 }
6655
6656 static u64 memory_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6657                             struct cftype *cft)
6658 {
6659         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6660
6661         return (u64)memcg->memory.watermark * PAGE_SIZE;
6662 }
6663
6664 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6665 {
6666         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6667                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6668 }
6669
6670 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6671                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6672 {
6673         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6674         unsigned long min;
6675         int err;
6676
6677         buf = strstrip(buf);
6678         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6679         if (err)
6680                 return err;
6681
6682         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6683
6684         return nbytes;
6685 }
6686
6687 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6688 {
6689         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6690                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6691 }
6692
6693 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6694                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6695 {
6696         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6697         unsigned long low;
6698         int err;
6699
6700         buf = strstrip(buf);
6701         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6702         if (err)
6703                 return err;
6704
6705         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6706
6707         return nbytes;
6708 }
6709
6710 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6711 {
6712         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6713                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6714 }
6715
6716 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6717                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6718 {
6719         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6720         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6721         bool drained = false;
6722         unsigned long high;
6723         int err;
6724
6725         buf = strstrip(buf);
6726         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6727         if (err)
6728                 return err;
6729
6730         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6731
6732         for (;;) {
6733                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6734                 unsigned long reclaimed;
6735
6736                 if (nr_pages <= high)
6737                         break;
6738
6739                 if (signal_pending(current))
6740                         break;
6741
6742                 if (!drained) {
6743                         drain_all_stock(memcg);
6744                         drained = true;
6745                         continue;
6746                 }
6747
6748                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6749                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
6750
6751                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6752                         break;
6753         }
6754
6755         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6756         return nbytes;
6757 }
6758
6759 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6760 {
6761         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6762                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6763 }
6764
6765 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6766                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6767 {
6768         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6769         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6770         bool drained = false;
6771         unsigned long max;
6772         int err;
6773
6774         buf = strstrip(buf);
6775         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6776         if (err)
6777                 return err;
6778
6779         xchg(&memcg->memory.max, max);
6780
6781         for (;;) {
6782                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6783
6784                 if (nr_pages <= max)
6785                         break;
6786
6787                 if (signal_pending(current))
6788                         break;
6789
6790                 if (!drained) {
6791                         drain_all_stock(memcg);
6792                         drained = true;
6793                         continue;
6794                 }
6795
6796                 if (nr_reclaims) {
6797                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6798                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
6799                                 nr_reclaims--;
6800                         continue;
6801                 }
6802
6803                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6804                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6805                         break;
6806         }
6807
6808         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6809         return nbytes;
6810 }
6811
6812 /*
6813  * Note: don't forget to update the 'samples/cgroup/memcg_event_listener'
6814  * if any new events become available.
6815  */
6816 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6817 {
6818         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6819         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6820         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6821         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6822         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6823                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6824         seq_printf(m, "oom_group_kill %lu\n",
6825                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_GROUP_KILL]));
6826 }
6827
6828 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6829 {
6830         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6831
6832         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6833         return 0;
6834 }
6835
6836 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6837 {
6838         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6839
6840         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6841         return 0;
6842 }
6843
6844 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6845 {
6846         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6847         char *buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
6848         struct seq_buf s;
6849
6850         if (!buf)
6851                 return -ENOMEM;
6852         seq_buf_init(&s, buf, PAGE_SIZE);
6853         memory_stat_format(memcg, &s);
6854         seq_puts(m, buf);
6855         kfree(buf);
6856         return 0;
6857 }
6858
6859 #ifdef CONFIG_NUMA
6860 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6861                                                      int item)
6862 {
6863         return lruvec_page_state(lruvec, item) *
6864                 memcg_page_state_output_unit(item);
6865 }
6866
6867 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6868 {
6869         int i;
6870         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6871
6872         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
6873
6874         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6875                 int nid;
6876
6877                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6878                         continue;
6879
6880                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6881                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6882                         u64 size;
6883                         struct lruvec *lruvec;
6884
6885                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6886                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6887                                                         memory_stats[i].idx);
6888                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6889                 }
6890                 seq_putc(m, '\n');
6891         }
6892
6893         return 0;
6894 }
6895 #endif
6896
6897 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6898 {
6899         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6900
6901         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->oom_group));
6902
6903         return 0;
6904 }
6905
6906 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6907                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6908 {
6909         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6910         int ret, oom_group;
6911
6912         buf = strstrip(buf);
6913         if (!buf)
6914                 return -EINVAL;
6915
6916         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6917         if (ret)
6918                 return ret;
6919
6920         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6921                 return -EINVAL;
6922
6923         WRITE_ONCE(memcg->oom_group, oom_group);
6924
6925         return nbytes;
6926 }
6927
6928 static ssize_t memory_reclaim(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
6929                               size_t nbytes, loff_t off)
6930 {
6931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6932         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6933         unsigned long nr_to_reclaim, nr_reclaimed = 0;
6934         unsigned int reclaim_options;
6935         int err;
6936
6937         buf = strstrip(buf);
6938         err = page_counter_memparse(buf, "", &nr_to_reclaim);
6939         if (err)
6940                 return err;
6941
6942         reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP | MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE;
6943         while (nr_reclaimed < nr_to_reclaim) {
6944                 unsigned long reclaimed;
6945
6946                 if (signal_pending(current))
6947                         return -EINTR;
6948
6949                 /*
6950                  * This is the final attempt, drain percpu lru caches in the
6951                  * hope of introducing more evictable pages for
6952                  * try_to_free_mem_cgroup_pages().
6953                  */
6954                 if (!nr_retries)
6955                         lru_add_drain_all();
6956
6957                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg,
6958                                         min(nr_to_reclaim - nr_reclaimed, SWAP_CLUSTER_MAX),
6959                                         GFP_KERNEL, reclaim_options);
6960
6961                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6962                         return -EAGAIN;
6963
6964                 nr_reclaimed += reclaimed;
6965         }
6966
6967         return nbytes;
6968 }
6969
6970 static struct cftype memory_files[] = {
6971         {
6972                 .name = "current",
6973                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6974                 .read_u64 = memory_current_read,
6975         },
6976         {
6977                 .name = "peak",
6978                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6979                 .read_u64 = memory_peak_read,
6980         },
6981         {
6982                 .name = "min",
6983                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6984                 .seq_show = memory_min_show,
6985                 .write = memory_min_write,
6986         },
6987         {
6988                 .name = "low",
6989                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6990                 .seq_show = memory_low_show,
6991                 .write = memory_low_write,
6992         },
6993         {
6994                 .name = "high",
6995                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6996                 .seq_show = memory_high_show,
6997                 .write = memory_high_write,
6998         },
6999         {
7000                 .name = "max",
7001                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7002                 .seq_show = memory_max_show,
7003                 .write = memory_max_write,
7004         },
7005         {
7006                 .name = "events",
7007                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7008                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
7009                 .seq_show = memory_events_show,
7010         },
7011         {
7012                 .name = "events.local",
7013                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7014                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
7015                 .seq_show = memory_events_local_show,
7016         },
7017         {
7018                 .name = "stat",
7019                 .seq_show = memory_stat_show,
7020         },
7021 #ifdef CONFIG_NUMA
7022         {
7023                 .name = "numa_stat",
7024                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
7025         },
7026 #endif
7027         {
7028                 .name = "oom.group",
7029                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7030                 .seq_show = memory_oom_group_show,
7031                 .write = memory_oom_group_write,
7032         },
7033         {
7034                 .name = "reclaim",
7035                 .flags = CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7036                 .write = memory_reclaim,
7037         },
7038         { }     /* terminate */
7039 };
7040
7041 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7042         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7043         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7044         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7045         .css_released = mem_cgroup_css_released,
7046         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7047         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7048         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
7049         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7050 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
7051         .attach = mem_cgroup_attach,
7052 #endif
7053         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7054         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
7055 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7056         .fork = mem_cgroup_fork,
7057         .exit = mem_cgroup_exit,
7058 #endif
7059         .dfl_cftypes = memory_files,
7060         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
7061         .early_init = 0,
7062 };
7063
7064 /*
7065  * This function calculates an individual cgroup's effective
7066  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
7067  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
7068  * distribution in the tree.
7069  *
7070  * The following rules apply to the effective protection values:
7071  *
7072  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
7073  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
7074  *
7075  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
7076  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
7077  *    parent's effective protection.
7078  *
7079  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
7080  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
7081  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
7082  *    distributed to the children in proportion to how much protection
7083  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
7084  *
7085  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
7086  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
7087  *    the unused remainder is available to its siblings.
7088  *
7089  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
7090  *    given level, the distribution of the larger parental protection
7091  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
7092  *    is capped to its own memory.min/low setting.
7093  *
7094  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
7095  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
7096  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
7097  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
7098  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
7099  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
7100  *    the shared parental protection budget, but it protects the
7101  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
7102  *
7103  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
7104  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
7105  * neighboring subtrees.
7106  */
7107 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
7108                                           unsigned long parent_usage,
7109                                           unsigned long setting,
7110                                           unsigned long parent_effective,
7111                                           unsigned long siblings_protected)
7112 {
7113         unsigned long protected;
7114         unsigned long ep;
7115
7116         protected = min(usage, setting);
7117         /*
7118          * If all cgroups at this level combined claim and use more
7119          * protection than what the parent affords them, distribute
7120          * shares in proportion to utilization.
7121          *
7122          * We are using actual utilization rather than the statically
7123          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
7124          * but unused protection is available to siblings that would
7125          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
7126          */
7127         if (siblings_protected > parent_effective)
7128                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
7129
7130         /*
7131          * Ok, utilized protection of all children is within what the
7132          * parent affords them, so we know whatever this child claims
7133          * and utilizes is effectively protected.
7134          *
7135          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
7136          * will apply pressure in proportion to that amount.
7137          *
7138          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
7139          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
7140          * protection than what the group could enjoy in theory. This
7141          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
7142          * protection is always dependent on how memory is actually
7143          * consumed among the siblings anyway.
7144          */
7145         ep = protected;
7146
7147         /*
7148          * If the children aren't claiming (all of) the protection
7149          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
7150          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
7151          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
7152          * other compete freely over the allowance, but they are
7153          * collectively protected from neighboring trees.
7154          *
7155          * We're using unprotected memory for the weight so that if
7156          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
7157          * the same bytes twice.
7158          *
7159          * Check both usage and parent_usage against the respective
7160          * protected values. One should imply the other, but they
7161          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
7162          */
7163         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
7164                 return ep;
7165         if (parent_effective > siblings_protected &&
7166             parent_usage > siblings_protected &&
7167             usage > protected) {
7168                 unsigned long unclaimed;
7169
7170                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
7171                 unclaimed *= usage - protected;
7172                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
7173
7174                 ep += unclaimed;
7175         }
7176
7177         return ep;
7178 }
7179
7180 /**
7181  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
7182  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
7183  * @memcg: the memory cgroup to check
7184  *
7185  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
7186  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
7187  */
7188 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
7189                                      struct mem_cgroup *memcg)
7190 {
7191         unsigned long usage, parent_usage;
7192         struct mem_cgroup *parent;
7193
7194         if (mem_cgroup_disabled())
7195                 return;
7196
7197         if (!root)
7198                 root = root_mem_cgroup;
7199
7200         /*
7201          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
7202          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
7203          * details.
7204          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
7205          * that special casing.
7206          */
7207         if (memcg == root)
7208                 return;
7209
7210         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
7211         if (!usage)
7212                 return;
7213
7214         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
7215
7216         if (parent == root) {
7217                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
7218                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
7219                 return;
7220         }
7221
7222         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
7223
7224         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
7225                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
7226                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
7227                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
7228
7229         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
7230                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
7231                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
7232                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
7233 }
7234
7235 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
7236                         gfp_t gfp)
7237 {
7238         int ret;
7239
7240         ret = try_charge(memcg, gfp, folio_nr_pages(folio));
7241         if (ret)
7242                 goto out;
7243
7244         mem_cgroup_commit_charge(folio, memcg);
7245 out:
7246         return ret;
7247 }
7248
7249 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
7250 {
7251         struct mem_cgroup *memcg;
7252         int ret;
7253
7254         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7255         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7256         css_put(&memcg->css);
7257
7258         return ret;
7259 }
7260
7261 /**
7262  * mem_cgroup_hugetlb_try_charge - try to charge the memcg for a hugetlb folio
7263  * @memcg: memcg to charge.
7264  * @gfp: reclaim mode.
7265  * @nr_pages: number of pages to charge.
7266  *
7267  * This function is called when allocating a huge page folio to determine if
7268  * the memcg has the capacity for it. It does not commit the charge yet,
7269  * as the hugetlb folio itself has not been obtained from the hugetlb pool.
7270  *
7271  * Once we have obtained the hugetlb folio, we can call
7272  * mem_cgroup_commit_charge() to commit the charge. If we fail to obtain the
7273  * folio, we should instead call mem_cgroup_cancel_charge() to undo the effect
7274  * of try_charge().
7275  *
7276  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7277  */
7278 int mem_cgroup_hugetlb_try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
7279                         long nr_pages)
7280 {
7281         /*
7282          * If hugetlb memcg charging is not enabled, do not fail hugetlb allocation,
7283          * but do not attempt to commit charge later (or cancel on error) either.
7284          */
7285         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg ||
7286                 !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) ||
7287                 !(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_HUGETLB_ACCOUNTING))
7288                 return -EOPNOTSUPP;
7289
7290         if (try_charge(memcg, gfp, nr_pages))
7291                 return -ENOMEM;
7292
7293         return 0;
7294 }
7295
7296 /**
7297  * mem_cgroup_swapin_charge_folio - Charge a newly allocated folio for swapin.
7298  * @folio: folio to charge.
7299  * @mm: mm context of the victim
7300  * @gfp: reclaim mode
7301  * @entry: swap entry for which the folio is allocated
7302  *
7303  * This function charges a folio allocated for swapin. Please call this before
7304  * adding the folio to the swapcache.
7305  *
7306  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7307  */
7308 int mem_cgroup_swapin_charge_folio(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
7309                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
7310 {
7311         struct mem_cgroup *memcg;
7312         unsigned short id;
7313         int ret;
7314
7315         if (mem_cgroup_disabled())
7316                 return 0;
7317
7318         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
7319         rcu_read_lock();
7320         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7321         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
7322                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7323         rcu_read_unlock();
7324
7325         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7326
7327         css_put(&memcg->css);
7328         return ret;
7329 }
7330
7331 /*
7332  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
7333  * @entry: swap entry for which the page is charged
7334  *
7335  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
7336  *
7337  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
7338  * is order 0 page.
7339  */
7340 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
7341 {
7342         /*
7343          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
7344          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
7345          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
7346          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
7347          * the entire time.
7348          *
7349          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
7350          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
7351          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
7352          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
7353          */
7354         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
7355                 /*
7356                  * The swap entry might not get freed for a long time,
7357                  * let's not wait for it.  The page already received a
7358                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
7359                  */
7360                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
7361         }
7362 }
7363
7364 struct uncharge_gather {
7365         struct mem_cgroup *memcg;
7366         unsigned long nr_memory;
7367         unsigned long pgpgout;
7368         unsigned long nr_kmem;
7369         int nid;
7370 };
7371
7372 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
7373 {
7374         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
7375 }
7376
7377 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
7378 {
7379         unsigned long flags;
7380
7381         if (ug->nr_memory) {
7382                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
7383                 if (do_memsw_account())
7384                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
7385                 if (ug->nr_kmem)
7386                         memcg_account_kmem(ug->memcg, -ug->nr_kmem);
7387                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
7388         }
7389
7390         local_irq_save(flags);
7391         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
7392         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
7393         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
7394         local_irq_restore(flags);
7395
7396         /* drop reference from uncharge_folio */
7397         css_put(&ug->memcg->css);
7398 }
7399
7400 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
7401 {
7402         long nr_pages;
7403         struct mem_cgroup *memcg;
7404         struct obj_cgroup *objcg;
7405
7406         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7407
7408         /*
7409          * Nobody should be changing or seriously looking at
7410          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
7411          * exclusive access to the folio.
7412          */
7413         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7414                 objcg = __folio_objcg(folio);
7415                 /*
7416                  * This get matches the put at the end of the function and
7417                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
7418                  */
7419                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
7420         } else {
7421                 memcg = __folio_memcg(folio);
7422         }
7423
7424         if (!memcg)
7425                 return;
7426
7427         if (ug->memcg != memcg) {
7428                 if (ug->memcg) {
7429                         uncharge_batch(ug);
7430                         uncharge_gather_clear(ug);
7431                 }
7432                 ug->memcg = memcg;
7433                 ug->nid = folio_nid(folio);
7434
7435                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
7436                 css_get(&memcg->css);
7437         }
7438
7439         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7440
7441         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7442                 ug->nr_memory += nr_pages;
7443                 ug->nr_kmem += nr_pages;
7444
7445                 folio->memcg_data = 0;
7446                 obj_cgroup_put(objcg);
7447         } else {
7448                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
7449                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7450                         ug->nr_memory += nr_pages;
7451                 ug->pgpgout++;
7452
7453                 folio->memcg_data = 0;
7454         }
7455
7456         css_put(&memcg->css);
7457 }
7458
7459 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
7460 {
7461         struct uncharge_gather ug;
7462
7463         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
7464         if (!folio_memcg(folio))
7465                 return;
7466
7467         uncharge_gather_clear(&ug);
7468         uncharge_folio(folio, &ug);
7469         uncharge_batch(&ug);
7470 }
7471
7472 /**
7473  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
7474  * @page_list: list of pages to uncharge
7475  *
7476  * Uncharge a list of pages previously charged with
7477  * __mem_cgroup_charge().
7478  */
7479 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
7480 {
7481         struct uncharge_gather ug;
7482         struct folio *folio;
7483
7484         uncharge_gather_clear(&ug);
7485         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
7486                 uncharge_folio(folio, &ug);
7487         if (ug.memcg)
7488                 uncharge_batch(&ug);
7489 }
7490
7491 /**
7492  * mem_cgroup_replace_folio - Charge a folio's replacement.
7493  * @old: Currently circulating folio.
7494  * @new: Replacement folio.
7495  *
7496  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
7497  * be uncharged upon free. This is only used by the page cache
7498  * (in replace_page_cache_folio()).
7499  *
7500  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7501  */
7502 void mem_cgroup_replace_folio(struct folio *old, struct folio *new)
7503 {
7504         struct mem_cgroup *memcg;
7505         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
7506         unsigned long flags;
7507
7508         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7509         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7510         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7511         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
7512
7513         if (mem_cgroup_disabled())
7514                 return;
7515
7516         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
7517         if (folio_memcg(new))
7518                 return;
7519
7520         memcg = folio_memcg(old);
7521         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
7522         if (!memcg)
7523                 return;
7524
7525         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7526         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7527                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7528                 if (do_memsw_account())
7529                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7530         }
7531
7532         css_get(&memcg->css);
7533         commit_charge(new, memcg);
7534
7535         local_irq_save(flags);
7536         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
7537         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
7538         local_irq_restore(flags);
7539 }
7540
7541 /**
7542  * mem_cgroup_migrate - Transfer the memcg data from the old to the new folio.
7543  * @old: Currently circulating folio.
7544  * @new: Replacement folio.
7545  *
7546  * Transfer the memcg data from the old folio to the new folio for migration.
7547  * The old folio's data info will be cleared. Note that the memory counters
7548  * will remain unchanged throughout the process.
7549  *
7550  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7551  */
7552 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
7553 {
7554         struct mem_cgroup *memcg;
7555
7556         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7557         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7558         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7559         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != folio_nr_pages(new), new);
7560
7561         if (mem_cgroup_disabled())
7562                 return;
7563
7564         memcg = folio_memcg(old);
7565         /*
7566          * Note that it is normal to see !memcg for a hugetlb folio.
7567          * For e.g, itt could have been allocated when memory_hugetlb_accounting
7568          * was not selected.
7569          */
7570         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!folio_test_hugetlb(old) && !memcg, old);
7571         if (!memcg)
7572                 return;
7573
7574         /* Transfer the charge and the css ref */
7575         commit_charge(new, memcg);
7576         old->memcg_data = 0;
7577 }
7578
7579 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7580 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7581
7582 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7583 {
7584         struct mem_cgroup *memcg;
7585
7586         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7587                 return;
7588
7589         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7590         if (!in_task())
7591                 return;
7592
7593         rcu_read_lock();
7594         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7595         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
7596                 goto out;
7597         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7598                 goto out;
7599         if (css_tryget(&memcg->css))
7600                 sk->sk_memcg = memcg;
7601 out:
7602         rcu_read_unlock();
7603 }
7604
7605 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7606 {
7607         if (sk->sk_memcg)
7608                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7609 }
7610
7611 /**
7612  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7613  * @memcg: memcg to charge
7614  * @nr_pages: number of pages to charge
7615  * @gfp_mask: reclaim mode
7616  *
7617  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7618  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7619  */
7620 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7621                              gfp_t gfp_mask)
7622 {
7623         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7624                 struct page_counter *fail;
7625
7626                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7627                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7628                         return true;
7629                 }
7630                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7631                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7632                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7633                         return true;
7634                 }
7635                 return false;
7636         }
7637
7638         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7639                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7640                 return true;
7641         }
7642
7643         return false;
7644 }
7645
7646 /**
7647  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7648  * @memcg: memcg to uncharge
7649  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7650  */
7651 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7652 {
7653         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7654                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7655                 return;
7656         }
7657
7658         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7659
7660         refill_stock(memcg, nr_pages);
7661 }
7662
7663 static int __init cgroup_memory(char *s)
7664 {
7665         char *token;
7666
7667         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7668                 if (!*token)
7669                         continue;
7670                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7671                         cgroup_memory_nosocket = true;
7672                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7673                         cgroup_memory_nokmem = true;
7674                 if (!strcmp(token, "nobpf"))
7675                         cgroup_memory_nobpf = true;
7676         }
7677         return 1;
7678 }
7679 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7680
7681 /*
7682  * subsys_initcall() for memory controller.
7683  *
7684  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7685  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7686  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7687  * should be initialized from here.
7688  */
7689 static int __init mem_cgroup_init(void)
7690 {
7691         int cpu, node;
7692
7693         /*
7694          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7695          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7696          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7697          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7698          */
7699         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7700
7701         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7702                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7703
7704         for_each_possible_cpu(cpu)
7705                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7706                           drain_local_stock);
7707
7708         for_each_node(node) {
7709                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7710
7711                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, node);
7712
7713                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7714                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7715                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7716                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7717         }
7718
7719         return 0;
7720 }
7721 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7722
7723 #ifdef CONFIG_SWAP
7724 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7725 {
7726         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7727                 /*
7728                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7729                  * always be >= 1.
7730                  */
7731                 if (WARN_ON_ONCE(mem_cgroup_is_root(memcg))) {
7732                         VM_BUG_ON(1);
7733                         break;
7734                 }
7735                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7736                 if (!memcg)
7737                         memcg = root_mem_cgroup;
7738         }
7739         return memcg;
7740 }
7741
7742 /**
7743  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7744  * @folio: folio whose memsw charge to transfer
7745  * @entry: swap entry to move the charge to
7746  *
7747  * Transfer the memsw charge of @folio to @entry.
7748  */
7749 void mem_cgroup_swapout(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7750 {
7751         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7752         unsigned int nr_entries;
7753         unsigned short oldid;
7754
7755         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7756         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_count(folio), folio);
7757
7758         if (mem_cgroup_disabled())
7759                 return;
7760
7761         if (!do_memsw_account())
7762                 return;
7763
7764         memcg = folio_memcg(folio);
7765
7766         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7767         if (!memcg)
7768                 return;
7769
7770         /*
7771          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7772          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7773          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7774          */
7775         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7776         nr_entries = folio_nr_pages(folio);
7777         /* Get references for the tail pages, too */
7778         if (nr_entries > 1)
7779                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7780         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7781                                    nr_entries);
7782         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7783         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7784
7785         folio->memcg_data = 0;
7786
7787         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7788                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7789
7790         if (memcg != swap_memcg) {
7791                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7792                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7793                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7794         }
7795
7796         /*
7797          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7798          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7799          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7800          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7801          */
7802         memcg_stats_lock();
7803         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7804         memcg_stats_unlock();
7805         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
7806
7807         css_put(&memcg->css);
7808 }
7809
7810 /**
7811  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a folio
7812  * @folio: folio being added to swap
7813  * @entry: swap entry to charge
7814  *
7815  * Try to charge @folio's memcg for the swap space at @entry.
7816  *
7817  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7818  */
7819 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7820 {
7821         unsigned int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7822         struct page_counter *counter;
7823         struct mem_cgroup *memcg;
7824         unsigned short oldid;
7825
7826         if (do_memsw_account())
7827                 return 0;
7828
7829         memcg = folio_memcg(folio);
7830
7831         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7832         if (!memcg)
7833                 return 0;
7834
7835         if (!entry.val) {
7836                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7837                 return 0;
7838         }
7839
7840         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7841
7842         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7843             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7844                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7845                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7846                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7847                 return -ENOMEM;
7848         }
7849
7850         /* Get references for the tail pages, too */
7851         if (nr_pages > 1)
7852                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7853         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7854         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7855         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7856
7857         return 0;
7858 }
7859
7860 /**
7861  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7862  * @entry: swap entry to uncharge
7863  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7864  */
7865 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7866 {
7867         struct mem_cgroup *memcg;
7868         unsigned short id;
7869
7870         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7871         rcu_read_lock();
7872         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7873         if (memcg) {
7874                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7875                         if (do_memsw_account())
7876                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7877                         else
7878                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7879                 }
7880                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7881                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7882         }
7883         rcu_read_unlock();
7884 }
7885
7886 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7887 {
7888         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7889
7890         if (mem_cgroup_disabled() || do_memsw_account())
7891                 return nr_swap_pages;
7892         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7893                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7894                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7895                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7896         return nr_swap_pages;
7897 }
7898
7899 bool mem_cgroup_swap_full(struct folio *folio)
7900 {
7901         struct mem_cgroup *memcg;
7902
7903         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
7904
7905         if (vm_swap_full())
7906                 return true;
7907         if (do_memsw_account())
7908                 return false;
7909
7910         memcg = folio_memcg(folio);
7911         if (!memcg)
7912                 return false;
7913
7914         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7915                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7916
7917                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7918                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7919                         return true;
7920         }
7921
7922         return false;
7923 }
7924
7925 static int __init setup_swap_account(char *s)
7926 {
7927         pr_warn_once("The swapaccount= commandline option is deprecated. "
7928                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
7929                      "depend on this functionality.\n");
7930         return 1;
7931 }
7932 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7933
7934 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7935                              struct cftype *cft)
7936 {
7937         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7938
7939         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7940 }
7941
7942 static u64 swap_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7943                           struct cftype *cft)
7944 {
7945         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7946
7947         return (u64)memcg->swap.watermark * PAGE_SIZE;
7948 }
7949
7950 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7951 {
7952         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7953                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7954 }
7955
7956 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7957                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7958 {
7959         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7960         unsigned long high;
7961         int err;
7962
7963         buf = strstrip(buf);
7964         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7965         if (err)
7966                 return err;
7967
7968         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
7969
7970         return nbytes;
7971 }
7972
7973 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
7974 {
7975         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7976                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
7977 }
7978
7979 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7980                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7981 {
7982         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7983         unsigned long max;
7984         int err;
7985
7986         buf = strstrip(buf);
7987         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
7988         if (err)
7989                 return err;
7990
7991         xchg(&memcg->swap.max, max);
7992
7993         return nbytes;
7994 }
7995
7996 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
7997 {
7998         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
7999
8000         seq_printf(m, "high %lu\n",
8001                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
8002         seq_printf(m, "max %lu\n",
8003                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
8004         seq_printf(m, "fail %lu\n",
8005                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
8006
8007         return 0;
8008 }
8009
8010 static struct cftype swap_files[] = {
8011         {
8012                 .name = "swap.current",
8013                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8014                 .read_u64 = swap_current_read,
8015         },
8016         {
8017                 .name = "swap.high",
8018                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8019                 .seq_show = swap_high_show,
8020                 .write = swap_high_write,
8021         },
8022         {
8023                 .name = "swap.max",
8024                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8025                 .seq_show = swap_max_show,
8026                 .write = swap_max_write,
8027         },
8028         {
8029                 .name = "swap.peak",
8030                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8031                 .read_u64 = swap_peak_read,
8032         },
8033         {
8034                 .name = "swap.events",
8035                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8036                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
8037                 .seq_show = swap_events_show,
8038         },
8039         { }     /* terminate */
8040 };
8041
8042 static struct cftype memsw_files[] = {
8043         {
8044                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
8045                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
8046                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8047         },
8048         {
8049                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
8050                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
8051                 .write = mem_cgroup_reset,
8052                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8053         },
8054         {
8055                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
8056                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
8057                 .write = mem_cgroup_write,
8058                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8059         },
8060         {
8061                 .name = "memsw.failcnt",
8062                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
8063                 .write = mem_cgroup_reset,
8064                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8065         },
8066         { },    /* terminate */
8067 };
8068
8069 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8070 /**
8071  * obj_cgroup_may_zswap - check if this cgroup can zswap
8072  * @objcg: the object cgroup
8073  *
8074  * Check if the hierarchical zswap limit has been reached.
8075  *
8076  * This doesn't check for specific headroom, and it is not atomic
8077  * either. But with zswap, the size of the allocation is only known
8078  * once compression has occurred, and this optimistic pre-check avoids
8079  * spending cycles on compression when there is already no room left
8080  * or zswap is disabled altogether somewhere in the hierarchy.
8081  */
8082 bool obj_cgroup_may_zswap(struct obj_cgroup *objcg)
8083 {
8084         struct mem_cgroup *memcg, *original_memcg;
8085         bool ret = true;
8086
8087         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8088                 return true;
8089
8090         original_memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
8091         for (memcg = original_memcg; !mem_cgroup_is_root(memcg);
8092              memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
8093                 unsigned long max = READ_ONCE(memcg->zswap_max);
8094                 unsigned long pages;
8095
8096                 if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
8097                         continue;
8098                 if (max == 0) {
8099                         ret = false;
8100                         break;
8101                 }
8102
8103                 /*
8104                  * mem_cgroup_flush_stats() ignores small changes. Use
8105                  * do_flush_stats() directly to get accurate stats for charging.
8106                  */
8107                 do_flush_stats(memcg);
8108                 pages = memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B) / PAGE_SIZE;
8109                 if (pages < max)
8110                         continue;
8111                 ret = false;
8112                 break;
8113         }
8114         mem_cgroup_put(original_memcg);
8115         return ret;
8116 }
8117
8118 /**
8119  * obj_cgroup_charge_zswap - charge compression backend memory
8120  * @objcg: the object cgroup
8121  * @size: size of compressed object
8122  *
8123  * This forces the charge after obj_cgroup_may_zswap() allowed
8124  * compression and storage in zwap for this cgroup to go ahead.
8125  */
8126 void obj_cgroup_charge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8127 {
8128         struct mem_cgroup *memcg;
8129
8130         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8131                 return;
8132
8133         VM_WARN_ON_ONCE(!(current->flags & PF_MEMALLOC));
8134
8135         /* PF_MEMALLOC context, charging must succeed */
8136         if (obj_cgroup_charge(objcg, GFP_KERNEL, size))
8137                 VM_WARN_ON_ONCE(1);
8138
8139         rcu_read_lock();
8140         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8141         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, size);
8142         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, 1);
8143         rcu_read_unlock();
8144 }
8145
8146 /**
8147  * obj_cgroup_uncharge_zswap - uncharge compression backend memory
8148  * @objcg: the object cgroup
8149  * @size: size of compressed object
8150  *
8151  * Uncharges zswap memory on page in.
8152  */
8153 void obj_cgroup_uncharge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8154 {
8155         struct mem_cgroup *memcg;
8156
8157         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8158                 return;
8159
8160         obj_cgroup_uncharge(objcg, size);
8161
8162         rcu_read_lock();
8163         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8164         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, -size);
8165         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, -1);
8166         rcu_read_unlock();
8167 }
8168
8169 static u64 zswap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8170                               struct cftype *cft)
8171 {
8172         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
8173
8174         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
8175         return memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B);
8176 }
8177
8178 static int zswap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8179 {
8180         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8181                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->zswap_max));
8182 }
8183
8184 static ssize_t zswap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8185                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8186 {
8187         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8188         unsigned long max;
8189         int err;
8190
8191         buf = strstrip(buf);
8192         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8193         if (err)
8194                 return err;
8195
8196         xchg(&memcg->zswap_max, max);
8197
8198         return nbytes;
8199 }
8200
8201 static struct cftype zswap_files[] = {
8202         {
8203                 .name = "zswap.current",
8204                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8205                 .read_u64 = zswap_current_read,
8206         },
8207         {
8208                 .name = "zswap.max",
8209                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8210                 .seq_show = zswap_max_show,
8211                 .write = zswap_max_write,
8212         },
8213         { }     /* terminate */
8214 };
8215 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM && CONFIG_ZSWAP */
8216
8217 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
8218 {
8219         if (mem_cgroup_disabled())
8220                 return 0;
8221
8222         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
8223         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
8224 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8225         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, zswap_files));
8226 #endif
8227         return 0;
8228 }
8229 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
8230
8231 #endif /* CONFIG_SWAP */
This page took 0.501805 seconds and 4 git commands to generate.