]> Git Repo - linux.git/blob - mm/memcontrol.c
hrtimer: Report offline hrtimer enqueue
[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 <linux/kmemleak.h>
68 #include "internal.h"
69 #include <net/sock.h>
70 #include <net/ip.h>
71 #include "slab.h"
72 #include "swap.h"
73
74 #include <linux/uaccess.h>
75
76 #include <trace/events/vmscan.h>
77
78 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys __read_mostly;
79 EXPORT_SYMBOL(memory_cgrp_subsys);
80
81 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
82
83 /* Active memory cgroup to use from an interrupt context */
84 DEFINE_PER_CPU(struct mem_cgroup *, int_active_memcg);
85 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(int_active_memcg);
86
87 /* Socket memory accounting disabled? */
88 static bool cgroup_memory_nosocket __ro_after_init;
89
90 /* Kernel memory accounting disabled? */
91 static bool cgroup_memory_nokmem __ro_after_init;
92
93 /* BPF memory accounting disabled? */
94 static bool cgroup_memory_nobpf __ro_after_init;
95
96 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_cgwb_frn_waitq);
98 #endif
99
100 /* Whether legacy memory+swap accounting is active */
101 static bool do_memsw_account(void)
102 {
103         return !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys);
104 }
105
106 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
107 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
108
109 /*
110  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
111  * their hierarchy representation
112  */
113
114 struct mem_cgroup_tree_per_node {
115         struct rb_root rb_root;
116         struct rb_node *rb_rightmost;
117         spinlock_t lock;
118 };
119
120 struct mem_cgroup_tree {
121         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
122 };
123
124 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
125
126 /* for OOM */
127 struct mem_cgroup_eventfd_list {
128         struct list_head list;
129         struct eventfd_ctx *eventfd;
130 };
131
132 /*
133  * cgroup_event represents events which userspace want to receive.
134  */
135 struct mem_cgroup_event {
136         /*
137          * memcg which the event belongs to.
138          */
139         struct mem_cgroup *memcg;
140         /*
141          * eventfd to signal userspace about the event.
142          */
143         struct eventfd_ctx *eventfd;
144         /*
145          * Each of these stored in a list by the cgroup.
146          */
147         struct list_head list;
148         /*
149          * register_event() callback will be used to add new userspace
150          * waiter for changes related to this event.  Use eventfd_signal()
151          * on eventfd to send notification to userspace.
152          */
153         int (*register_event)(struct mem_cgroup *memcg,
154                               struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args);
155         /*
156          * unregister_event() callback will be called when userspace closes
157          * the eventfd or on cgroup removing.  This callback must be set,
158          * if you want provide notification functionality.
159          */
160         void (*unregister_event)(struct mem_cgroup *memcg,
161                                  struct eventfd_ctx *eventfd);
162         /*
163          * All fields below needed to unregister event when
164          * userspace closes eventfd.
165          */
166         poll_table pt;
167         wait_queue_head_t *wqh;
168         wait_queue_entry_t wait;
169         struct work_struct remove;
170 };
171
172 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
173 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
174
175 /* Stuffs for move charges at task migration. */
176 /*
177  * Types of charges to be moved.
178  */
179 #define MOVE_ANON       0x1U
180 #define MOVE_FILE       0x2U
181 #define MOVE_MASK       (MOVE_ANON | MOVE_FILE)
182
183 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
184 static struct move_charge_struct {
185         spinlock_t        lock; /* for from, to */
186         struct mm_struct  *mm;
187         struct mem_cgroup *from;
188         struct mem_cgroup *to;
189         unsigned long flags;
190         unsigned long precharge;
191         unsigned long moved_charge;
192         unsigned long moved_swap;
193         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
194         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
195 } mc = {
196         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
197         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
198 };
199
200 /*
201  * Maximum loops in mem_cgroup_soft_reclaim(), used for soft
202  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
203  */
204 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
205 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
206
207 /* for encoding cft->private value on file */
208 enum res_type {
209         _MEM,
210         _MEMSWAP,
211         _KMEM,
212         _TCP,
213 };
214
215 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
216 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
217 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
218
219 /*
220  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
221  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
222  * be used for reference counting.
223  */
224 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
225         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
226              iter != NULL;                              \
227              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
228
229 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
230         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
231              iter != NULL;                              \
232              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
233
234 static inline bool task_is_dying(void)
235 {
236         return tsk_is_oom_victim(current) || fatal_signal_pending(current) ||
237                 (current->flags & PF_EXITING);
238 }
239
240 /* Some nice accessors for the vmpressure. */
241 struct vmpressure *memcg_to_vmpressure(struct mem_cgroup *memcg)
242 {
243         if (!memcg)
244                 memcg = root_mem_cgroup;
245         return &memcg->vmpressure;
246 }
247
248 struct mem_cgroup *vmpressure_to_memcg(struct vmpressure *vmpr)
249 {
250         return container_of(vmpr, struct mem_cgroup, vmpressure);
251 }
252
253 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT 0
254 #define CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG (1UL << CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT)
255
256 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
257 static DEFINE_SPINLOCK(objcg_lock);
258
259 bool mem_cgroup_kmem_disabled(void)
260 {
261         return cgroup_memory_nokmem;
262 }
263
264 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
265                                       unsigned int nr_pages);
266
267 static void obj_cgroup_release(struct percpu_ref *ref)
268 {
269         struct obj_cgroup *objcg = container_of(ref, struct obj_cgroup, refcnt);
270         unsigned int nr_bytes;
271         unsigned int nr_pages;
272         unsigned long flags;
273
274         /*
275          * At this point all allocated objects are freed, and
276          * objcg->nr_charged_bytes can't have an arbitrary byte value.
277          * However, it can be PAGE_SIZE or (x * PAGE_SIZE).
278          *
279          * The following sequence can lead to it:
280          * 1) CPU0: objcg == stock->cached_objcg
281          * 2) CPU1: we do a small allocation (e.g. 92 bytes),
282          *          PAGE_SIZE bytes are charged
283          * 3) CPU1: a process from another memcg is allocating something,
284          *          the stock if flushed,
285          *          objcg->nr_charged_bytes = PAGE_SIZE - 92
286          * 5) CPU0: we do release this object,
287          *          92 bytes are added to stock->nr_bytes
288          * 6) CPU0: stock is flushed,
289          *          92 bytes are added to objcg->nr_charged_bytes
290          *
291          * In the result, nr_charged_bytes == PAGE_SIZE.
292          * This page will be uncharged in obj_cgroup_release().
293          */
294         nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes);
295         WARN_ON_ONCE(nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1));
296         nr_pages = nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
297
298         if (nr_pages)
299                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
300
301         spin_lock_irqsave(&objcg_lock, flags);
302         list_del(&objcg->list);
303         spin_unlock_irqrestore(&objcg_lock, flags);
304
305         percpu_ref_exit(ref);
306         kfree_rcu(objcg, rcu);
307 }
308
309 static struct obj_cgroup *obj_cgroup_alloc(void)
310 {
311         struct obj_cgroup *objcg;
312         int ret;
313
314         objcg = kzalloc(sizeof(struct obj_cgroup), GFP_KERNEL);
315         if (!objcg)
316                 return NULL;
317
318         ret = percpu_ref_init(&objcg->refcnt, obj_cgroup_release, 0,
319                               GFP_KERNEL);
320         if (ret) {
321                 kfree(objcg);
322                 return NULL;
323         }
324         INIT_LIST_HEAD(&objcg->list);
325         return objcg;
326 }
327
328 static void memcg_reparent_objcgs(struct mem_cgroup *memcg,
329                                   struct mem_cgroup *parent)
330 {
331         struct obj_cgroup *objcg, *iter;
332
333         objcg = rcu_replace_pointer(memcg->objcg, NULL, true);
334
335         spin_lock_irq(&objcg_lock);
336
337         /* 1) Ready to reparent active objcg. */
338         list_add(&objcg->list, &memcg->objcg_list);
339         /* 2) Reparent active objcg and already reparented objcgs to parent. */
340         list_for_each_entry(iter, &memcg->objcg_list, list)
341                 WRITE_ONCE(iter->memcg, parent);
342         /* 3) Move already reparented objcgs to the parent's list */
343         list_splice(&memcg->objcg_list, &parent->objcg_list);
344
345         spin_unlock_irq(&objcg_lock);
346
347         percpu_ref_kill(&objcg->refcnt);
348 }
349
350 /*
351  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
352  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_slab_pre_alloc_hook() are
353  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
354  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
355  */
356 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_kmem_online_key);
357 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_online_key);
358
359 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_bpf_enabled_key);
360 EXPORT_SYMBOL(memcg_bpf_enabled_key);
361 #endif
362
363 /**
364  * mem_cgroup_css_from_folio - css of the memcg associated with a folio
365  * @folio: folio of interest
366  *
367  * If memcg is bound to the default hierarchy, css of the memcg associated
368  * with @folio is returned.  The returned css remains associated with @folio
369  * until it is released.
370  *
371  * If memcg is bound to a traditional hierarchy, the css of root_mem_cgroup
372  * is returned.
373  */
374 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css_from_folio(struct folio *folio)
375 {
376         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
377
378         if (!memcg || !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
379                 memcg = root_mem_cgroup;
380
381         return &memcg->css;
382 }
383
384 /**
385  * page_cgroup_ino - return inode number of the memcg a page is charged to
386  * @page: the page
387  *
388  * Look up the closest online ancestor of the memory cgroup @page is charged to
389  * and return its inode number or 0 if @page is not charged to any cgroup. It
390  * is safe to call this function without holding a reference to @page.
391  *
392  * Note, this function is inherently racy, because there is nothing to prevent
393  * the cgroup inode from getting torn down and potentially reallocated a moment
394  * after page_cgroup_ino() returns, so it only should be used by callers that
395  * do not care (such as procfs interfaces).
396  */
397 ino_t page_cgroup_ino(struct page *page)
398 {
399         struct mem_cgroup *memcg;
400         unsigned long ino = 0;
401
402         rcu_read_lock();
403         /* page_folio() is racy here, but the entire function is racy anyway */
404         memcg = folio_memcg_check(page_folio(page));
405
406         while (memcg && !(memcg->css.flags & CSS_ONLINE))
407                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
408         if (memcg)
409                 ino = cgroup_ino(memcg->css.cgroup);
410         rcu_read_unlock();
411         return ino;
412 }
413
414 static void __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
415                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz,
416                                          unsigned long new_usage_in_excess)
417 {
418         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
419         struct rb_node *parent = NULL;
420         struct mem_cgroup_per_node *mz_node;
421         bool rightmost = true;
422
423         if (mz->on_tree)
424                 return;
425
426         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
427         if (!mz->usage_in_excess)
428                 return;
429         while (*p) {
430                 parent = *p;
431                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_node,
432                                         tree_node);
433                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess) {
434                         p = &(*p)->rb_left;
435                         rightmost = false;
436                 } else {
437                         p = &(*p)->rb_right;
438                 }
439         }
440
441         if (rightmost)
442                 mctz->rb_rightmost = &mz->tree_node;
443
444         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
445         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
446         mz->on_tree = true;
447 }
448
449 static void __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
450                                          struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
451 {
452         if (!mz->on_tree)
453                 return;
454
455         if (&mz->tree_node == mctz->rb_rightmost)
456                 mctz->rb_rightmost = rb_prev(&mz->tree_node);
457
458         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
459         mz->on_tree = false;
460 }
461
462 static void mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup_per_node *mz,
463                                        struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
464 {
465         unsigned long flags;
466
467         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
468         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
469         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
470 }
471
472 static unsigned long soft_limit_excess(struct mem_cgroup *memcg)
473 {
474         unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
475         unsigned long soft_limit = READ_ONCE(memcg->soft_limit);
476         unsigned long excess = 0;
477
478         if (nr_pages > soft_limit)
479                 excess = nr_pages - soft_limit;
480
481         return excess;
482 }
483
484 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
485 {
486         unsigned long excess;
487         struct mem_cgroup_per_node *mz;
488         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
489
490         if (lru_gen_enabled()) {
491                 if (soft_limit_excess(memcg))
492                         lru_gen_soft_reclaim(memcg, nid);
493                 return;
494         }
495
496         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
497         if (!mctz)
498                 return;
499         /*
500          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
501          * because their event counter is not touched.
502          */
503         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
504                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
505                 excess = soft_limit_excess(memcg);
506                 /*
507                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
508                  * mem is over its softlimit.
509                  */
510                 if (excess || mz->on_tree) {
511                         unsigned long flags;
512
513                         spin_lock_irqsave(&mctz->lock, flags);
514                         /* if on-tree, remove it */
515                         if (mz->on_tree)
516                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
517                         /*
518                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
519                          * If excess is 0, no tree ops.
520                          */
521                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
522                         spin_unlock_irqrestore(&mctz->lock, flags);
523                 }
524         }
525 }
526
527 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
528 {
529         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
530         struct mem_cgroup_per_node *mz;
531         int nid;
532
533         for_each_node(nid) {
534                 mz = memcg->nodeinfo[nid];
535                 mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid];
536                 if (mctz)
537                         mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
538         }
539 }
540
541 static struct mem_cgroup_per_node *
542 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
543 {
544         struct mem_cgroup_per_node *mz;
545
546 retry:
547         mz = NULL;
548         if (!mctz->rb_rightmost)
549                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
550
551         mz = rb_entry(mctz->rb_rightmost,
552                       struct mem_cgroup_per_node, tree_node);
553         /*
554          * Remove the node now but someone else can add it back,
555          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
556          * position in the tree.
557          */
558         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz, mctz);
559         if (!soft_limit_excess(mz->memcg) ||
560             !css_tryget(&mz->memcg->css))
561                 goto retry;
562 done:
563         return mz;
564 }
565
566 static struct mem_cgroup_per_node *
567 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz)
568 {
569         struct mem_cgroup_per_node *mz;
570
571         spin_lock_irq(&mctz->lock);
572         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
573         spin_unlock_irq(&mctz->lock);
574         return mz;
575 }
576
577 /* Subset of vm_event_item to report for memcg event stats */
578 static const unsigned int memcg_vm_event_stat[] = {
579         PGPGIN,
580         PGPGOUT,
581         PGSCAN_KSWAPD,
582         PGSCAN_DIRECT,
583         PGSCAN_KHUGEPAGED,
584         PGSTEAL_KSWAPD,
585         PGSTEAL_DIRECT,
586         PGSTEAL_KHUGEPAGED,
587         PGFAULT,
588         PGMAJFAULT,
589         PGREFILL,
590         PGACTIVATE,
591         PGDEACTIVATE,
592         PGLAZYFREE,
593         PGLAZYFREED,
594 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
595         ZSWPIN,
596         ZSWPOUT,
597         ZSWPWB,
598 #endif
599 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
600         THP_FAULT_ALLOC,
601         THP_COLLAPSE_ALLOC,
602         THP_SWPOUT,
603         THP_SWPOUT_FALLBACK,
604 #endif
605 };
606
607 #define NR_MEMCG_EVENTS ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat)
608 static int mem_cgroup_events_index[NR_VM_EVENT_ITEMS] __read_mostly;
609
610 static void init_memcg_events(void)
611 {
612         int i;
613
614         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; ++i)
615                 mem_cgroup_events_index[memcg_vm_event_stat[i]] = i + 1;
616 }
617
618 static inline int memcg_events_index(enum vm_event_item idx)
619 {
620         return mem_cgroup_events_index[idx] - 1;
621 }
622
623 struct memcg_vmstats_percpu {
624         /* Local (CPU and cgroup) page state & events */
625         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
626         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
627
628         /* Delta calculation for lockless upward propagation */
629         long                    state_prev[MEMCG_NR_STAT];
630         unsigned long           events_prev[NR_MEMCG_EVENTS];
631
632         /* Cgroup1: threshold notifications & softlimit tree updates */
633         unsigned long           nr_page_events;
634         unsigned long           targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
635
636         /* Stats updates since the last flush */
637         unsigned int            stats_updates;
638 };
639
640 struct memcg_vmstats {
641         /* Aggregated (CPU and subtree) page state & events */
642         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
643         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
644
645         /* Non-hierarchical (CPU aggregated) page state & events */
646         long                    state_local[MEMCG_NR_STAT];
647         unsigned long           events_local[NR_MEMCG_EVENTS];
648
649         /* Pending child counts during tree propagation */
650         long                    state_pending[MEMCG_NR_STAT];
651         unsigned long           events_pending[NR_MEMCG_EVENTS];
652
653         /* Stats updates since the last flush */
654         atomic64_t              stats_updates;
655 };
656
657 /*
658  * memcg and lruvec stats flushing
659  *
660  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
661  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
662  * flushing the kernel does:
663  *
664  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
665  *    rstat update tree grow unbounded.
666  *
667  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
668  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
669  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
670  *    only for 2 seconds due to (1).
671  */
672 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
673 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
674 static u64 flush_last_time;
675
676 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
677
678 /*
679  * Accessors to ensure that preemption is disabled on PREEMPT_RT because it can
680  * not rely on this as part of an acquired spinlock_t lock. These functions are
681  * never used in hardirq context on PREEMPT_RT and therefore disabling preemtion
682  * is sufficient.
683  */
684 static void memcg_stats_lock(void)
685 {
686         preempt_disable_nested();
687         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
688 }
689
690 static void __memcg_stats_lock(void)
691 {
692         preempt_disable_nested();
693 }
694
695 static void memcg_stats_unlock(void)
696 {
697         preempt_enable_nested();
698 }
699
700
701 static bool memcg_should_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
702 {
703         return atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates) >
704                 MEMCG_CHARGE_BATCH * num_online_cpus();
705 }
706
707 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
708 {
709         int cpu = smp_processor_id();
710         unsigned int x;
711
712         if (!val)
713                 return;
714
715         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, cpu);
716
717         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
718                 x = __this_cpu_add_return(memcg->vmstats_percpu->stats_updates,
719                                           abs(val));
720
721                 if (x < MEMCG_CHARGE_BATCH)
722                         continue;
723
724                 /*
725                  * If @memcg is already flush-able, increasing stats_updates is
726                  * redundant. Avoid the overhead of the atomic update.
727                  */
728                 if (!memcg_should_flush_stats(memcg))
729                         atomic64_add(x, &memcg->vmstats->stats_updates);
730                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->stats_updates, 0);
731         }
732 }
733
734 static void do_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
735 {
736         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
737                 WRITE_ONCE(flush_last_time, jiffies_64);
738
739         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
740 }
741
742 /*
743  * mem_cgroup_flush_stats - flush the stats of a memory cgroup subtree
744  * @memcg: root of the subtree to flush
745  *
746  * Flushing is serialized by the underlying global rstat lock. There is also a
747  * minimum amount of work to be done even if there are no stat updates to flush.
748  * Hence, we only flush the stats if the updates delta exceeds a threshold. This
749  * avoids unnecessary work and contention on the underlying lock.
750  */
751 void mem_cgroup_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
752 {
753         if (mem_cgroup_disabled())
754                 return;
755
756         if (!memcg)
757                 memcg = root_mem_cgroup;
758
759         if (memcg_should_flush_stats(memcg))
760                 do_flush_stats(memcg);
761 }
762
763 void mem_cgroup_flush_stats_ratelimited(struct mem_cgroup *memcg)
764 {
765         /* Only flush if the periodic flusher is one full cycle late */
766         if (time_after64(jiffies_64, READ_ONCE(flush_last_time) + 2*FLUSH_TIME))
767                 mem_cgroup_flush_stats(memcg);
768 }
769
770 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
771 {
772         /*
773          * Deliberately ignore memcg_should_flush_stats() here so that flushing
774          * in latency-sensitive paths is as cheap as possible.
775          */
776         do_flush_stats(root_mem_cgroup);
777         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
778 }
779
780 unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
781 {
782         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state[idx]);
783 #ifdef CONFIG_SMP
784         if (x < 0)
785                 x = 0;
786 #endif
787         return x;
788 }
789
790 static int memcg_page_state_unit(int item);
791
792 /*
793  * Normalize the value passed into memcg_rstat_updated() to be in pages. Round
794  * up non-zero sub-page updates to 1 page as zero page updates are ignored.
795  */
796 static int memcg_state_val_in_pages(int idx, int val)
797 {
798         int unit = memcg_page_state_unit(idx);
799
800         if (!val || unit == PAGE_SIZE)
801                 return val;
802         else
803                 return max(val * unit / PAGE_SIZE, 1UL);
804 }
805
806 /**
807  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
808  * @memcg: the memory cgroup
809  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
810  * @val: delta to add to the counter, can be negative
811  */
812 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
813 {
814         if (mem_cgroup_disabled())
815                 return;
816
817         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
818         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
819 }
820
821 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
822 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
823 {
824         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state_local[idx]);
825
826 #ifdef CONFIG_SMP
827         if (x < 0)
828                 x = 0;
829 #endif
830         return x;
831 }
832
833 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
834                               int val)
835 {
836         struct mem_cgroup_per_node *pn;
837         struct mem_cgroup *memcg;
838
839         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
840         memcg = pn->memcg;
841
842         /*
843          * The caller from rmap relies on disabled preemption because they never
844          * update their counter from in-interrupt context. For these two
845          * counters we check that the update is never performed from an
846          * interrupt context while other caller need to have disabled interrupt.
847          */
848         __memcg_stats_lock();
849         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
850                 switch (idx) {
851                 case NR_ANON_MAPPED:
852                 case NR_FILE_MAPPED:
853                 case NR_ANON_THPS:
854                 case NR_SHMEM_PMDMAPPED:
855                 case NR_FILE_PMDMAPPED:
856                         WARN_ON_ONCE(!in_task());
857                         break;
858                 default:
859                         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
860                 }
861         }
862
863         /* Update memcg */
864         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
865
866         /* Update lruvec */
867         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
868
869         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
870         memcg_stats_unlock();
871 }
872
873 /**
874  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
875  * @lruvec: the lruvec
876  * @idx: the stat item
877  * @val: delta to add to the counter, can be negative
878  *
879  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
880  * function updates the all three counters that are affected by a
881  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
882  */
883 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
884                         int val)
885 {
886         /* Update node */
887         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
888
889         /* Update memcg and lruvec */
890         if (!mem_cgroup_disabled())
891                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
892 }
893
894 void __lruvec_stat_mod_folio(struct folio *folio, enum node_stat_item idx,
895                              int val)
896 {
897         struct mem_cgroup *memcg;
898         pg_data_t *pgdat = folio_pgdat(folio);
899         struct lruvec *lruvec;
900
901         rcu_read_lock();
902         memcg = folio_memcg(folio);
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(__lruvec_stat_mod_folio);
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  * Reclaims memory over the high limit. Called directly from
2627  * try_charge() (context permitting), as well as from the userland
2628  * return path where reclaim is always able to block.
2629  */
2630 void mem_cgroup_handle_over_high(gfp_t gfp_mask)
2631 {
2632         unsigned long penalty_jiffies;
2633         unsigned long pflags;
2634         unsigned long nr_reclaimed;
2635         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2636         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2637         struct mem_cgroup *memcg;
2638         bool in_retry = false;
2639
2640         if (likely(!nr_pages))
2641                 return;
2642
2643         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2644         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2645
2646 retry_reclaim:
2647         /*
2648          * Bail if the task is already exiting. Unlike memory.max,
2649          * memory.high enforcement isn't as strict, and there is no
2650          * OOM killer involved, which means the excess could already
2651          * be much bigger (and still growing) than it could for
2652          * memory.max; the dying task could get stuck in fruitless
2653          * reclaim for a long time, which isn't desirable.
2654          */
2655         if (task_is_dying())
2656                 goto out;
2657
2658         /*
2659          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2660          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2661          * or breaching resource isolation.
2662          *
2663          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2664          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2665          * allocator run every time an allocation is made.
2666          */
2667         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2668                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2669                                     gfp_mask);
2670
2671         /*
2672          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2673          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2674          */
2675         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2676                                                mem_find_max_overage(memcg));
2677
2678         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2679                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2680
2681         /*
2682          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2683          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2684          * extremely slowly.
2685          */
2686         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2687
2688         /*
2689          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2690          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2691          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2692          * been aggressively reclaimed enough yet.
2693          */
2694         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2695                 goto out;
2696
2697         /*
2698          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2699          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2700          * throttling.
2701          */
2702         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2703                 in_retry = true;
2704                 goto retry_reclaim;
2705         }
2706
2707         /*
2708          * Reclaim didn't manage to push usage below the limit, slow
2709          * this allocating task down.
2710          *
2711          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2712          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2713          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2714          */
2715         psi_memstall_enter(&pflags);
2716         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2717         psi_memstall_leave(&pflags);
2718
2719 out:
2720         css_put(&memcg->css);
2721 }
2722
2723 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2724                         unsigned int nr_pages)
2725 {
2726         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2727         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2728         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2729         struct page_counter *counter;
2730         unsigned long nr_reclaimed;
2731         bool passed_oom = false;
2732         unsigned int reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2733         bool drained = false;
2734         bool raised_max_event = false;
2735         unsigned long pflags;
2736
2737 retry:
2738         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2739                 return 0;
2740
2741         if (!do_memsw_account() ||
2742             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2743                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2744                         goto done_restock;
2745                 if (do_memsw_account())
2746                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2747                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2748         } else {
2749                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2750                 reclaim_options &= ~MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2751         }
2752
2753         if (batch > nr_pages) {
2754                 batch = nr_pages;
2755                 goto retry;
2756         }
2757
2758         /*
2759          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2760          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2761          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2762          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2763          */
2764         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2765                 goto force;
2766
2767         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2768                 goto nomem;
2769
2770         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2771                 goto nomem;
2772
2773         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2774         raised_max_event = true;
2775
2776         psi_memstall_enter(&pflags);
2777         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2778                                                     gfp_mask, reclaim_options);
2779         psi_memstall_leave(&pflags);
2780
2781         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2782                 goto retry;
2783
2784         if (!drained) {
2785                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2786                 drained = true;
2787                 goto retry;
2788         }
2789
2790         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2791                 goto nomem;
2792         /*
2793          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2794          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2795          * before killing the task.
2796          *
2797          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2798          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2799          * to regular pages anyway in case of failure.
2800          */
2801         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2802                 goto retry;
2803         /*
2804          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2805          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2806          */
2807         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2808                 goto retry;
2809
2810         if (nr_retries--)
2811                 goto retry;
2812
2813         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2814                 goto nomem;
2815
2816         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2817         if (passed_oom && task_is_dying())
2818                 goto nomem;
2819
2820         /*
2821          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2822          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2823          * couldn't make any progress.
2824          */
2825         if (mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2826                            get_order(nr_pages * PAGE_SIZE))) {
2827                 passed_oom = true;
2828                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2829                 goto retry;
2830         }
2831 nomem:
2832         /*
2833          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2834          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2835          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2836          * and let these go through as privileged allocations.
2837          */
2838         if (!(gfp_mask & (__GFP_NOFAIL | __GFP_HIGH)))
2839                 return -ENOMEM;
2840 force:
2841         /*
2842          * If the allocation has to be enforced, don't forget to raise
2843          * a MEMCG_MAX event.
2844          */
2845         if (!raised_max_event)
2846                 memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2847
2848         /*
2849          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2850          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2851          * temporarily by force charging it.
2852          */
2853         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2854         if (do_memsw_account())
2855                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2856
2857         return 0;
2858
2859 done_restock:
2860         if (batch > nr_pages)
2861                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2862
2863         /*
2864          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2865          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2866          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2867          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2868          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2869          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2870          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2871          */
2872         do {
2873                 bool mem_high, swap_high;
2874
2875                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2876                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2877                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2878                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2879
2880                 /* Don't bother a random interrupted task */
2881                 if (!in_task()) {
2882                         if (mem_high) {
2883                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2884                                 break;
2885                         }
2886                         continue;
2887                 }
2888
2889                 if (mem_high || swap_high) {
2890                         /*
2891                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2892                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2893                          * of the memory or swap footprints.
2894                          *
2895                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2896                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2897                          * based on how much each task is actually allocating.
2898                          */
2899                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2900                         set_notify_resume(current);
2901                         break;
2902                 }
2903         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2904
2905         /*
2906          * Reclaim is set up above to be called from the userland
2907          * return path. But also attempt synchronous reclaim to avoid
2908          * excessive overrun while the task is still inside the
2909          * kernel. If this is successful, the return path will see it
2910          * when it rechecks the overage and simply bail out.
2911          */
2912         if (current->memcg_nr_pages_over_high > MEMCG_CHARGE_BATCH &&
2913             !(current->flags & PF_MEMALLOC) &&
2914             gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2915                 mem_cgroup_handle_over_high(gfp_mask);
2916         return 0;
2917 }
2918
2919 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2920                              unsigned int nr_pages)
2921 {
2922         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2923                 return 0;
2924
2925         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2926 }
2927
2928 /**
2929  * mem_cgroup_cancel_charge() - cancel an uncommitted try_charge() call.
2930  * @memcg: memcg previously charged.
2931  * @nr_pages: number of pages previously charged.
2932  */
2933 void mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2934 {
2935         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2936                 return;
2937
2938         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2939         if (do_memsw_account())
2940                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2941 }
2942
2943 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2944 {
2945         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2946         /*
2947          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2948          *
2949          * - the page lock
2950          * - LRU isolation
2951          * - folio_memcg_lock()
2952          * - exclusive reference
2953          * - mem_cgroup_trylock_pages()
2954          */
2955         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2956 }
2957
2958 /**
2959  * mem_cgroup_commit_charge - commit a previously successful try_charge().
2960  * @folio: folio to commit the charge to.
2961  * @memcg: memcg previously charged.
2962  */
2963 void mem_cgroup_commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2964 {
2965         css_get(&memcg->css);
2966         commit_charge(folio, memcg);
2967
2968         local_irq_disable();
2969         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, folio_nr_pages(folio));
2970         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
2971         local_irq_enable();
2972 }
2973
2974 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2975 /*
2976  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2977  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2978  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2979  */
2980 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
2981                                  __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
2982
2983 /*
2984  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2985  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2986  */
2987 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2988                                      struct pglist_data *pgdat,
2989                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2990 {
2991         struct mem_cgroup *memcg;
2992         struct lruvec *lruvec;
2993
2994         rcu_read_lock();
2995         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
2996         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
2997         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
2998         rcu_read_unlock();
2999 }
3000
3001 int memcg_alloc_slab_cgroups(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
3002                                  gfp_t gfp, bool new_slab)
3003 {
3004         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
3005         unsigned long memcg_data;
3006         void *vec;
3007
3008         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
3009         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
3010                            slab_nid(slab));
3011         if (!vec)
3012                 return -ENOMEM;
3013
3014         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
3015         if (new_slab) {
3016                 /*
3017                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
3018                  * memcg_data, no synchronization is required and memcg_data can
3019                  * be simply assigned.
3020                  */
3021                 slab->memcg_data = memcg_data;
3022         } else if (cmpxchg(&slab->memcg_data, 0, memcg_data)) {
3023                 /*
3024                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
3025                  * assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
3026                  * objcg vector should be reused.
3027                  */
3028                 kfree(vec);
3029                 return 0;
3030         }
3031
3032         kmemleak_not_leak(vec);
3033         return 0;
3034 }
3035
3036 static __always_inline
3037 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj_folio(struct folio *folio, void *p)
3038 {
3039         /*
3040          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
3041          * Memcg membership data for each individual object is saved in
3042          * slab->memcg_data.
3043          */
3044         if (folio_test_slab(folio)) {
3045                 struct obj_cgroup **objcgs;
3046                 struct slab *slab;
3047                 unsigned int off;
3048
3049                 slab = folio_slab(folio);
3050                 objcgs = slab_objcgs(slab);
3051                 if (!objcgs)
3052                         return NULL;
3053
3054                 off = obj_to_index(slab->slab_cache, slab, p);
3055                 if (objcgs[off])
3056                         return obj_cgroup_memcg(objcgs[off]);
3057
3058                 return NULL;
3059         }
3060
3061         /*
3062          * folio_memcg_check() is used here, because in theory we can encounter
3063          * a folio where the slab flag has been cleared already, but
3064          * slab->memcg_data has not been freed yet
3065          * folio_memcg_check() will guarantee that a proper memory
3066          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3067          */
3068         return folio_memcg_check(folio);
3069 }
3070
3071 /*
3072  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3073  *
3074  * A passed kernel object can be a slab object, vmalloc object or a generic
3075  * kernel page, so different mechanisms for getting the memory cgroup pointer
3076  * should be used.
3077  *
3078  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
3079  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
3080  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
3081  *
3082  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3083  * cgroup_mutex, etc.
3084  */
3085 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
3086 {
3087         struct folio *folio;
3088
3089         if (mem_cgroup_disabled())
3090                 return NULL;
3091
3092         if (unlikely(is_vmalloc_addr(p)))
3093                 folio = page_folio(vmalloc_to_page(p));
3094         else
3095                 folio = virt_to_folio(p);
3096
3097         return mem_cgroup_from_obj_folio(folio, p);
3098 }
3099
3100 /*
3101  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3102  * Similar to mem_cgroup_from_obj(), but faster and not suitable for objects,
3103  * allocated using vmalloc().
3104  *
3105  * A passed kernel object must be a slab object or a generic kernel page.
3106  *
3107  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3108  * cgroup_mutex, etc.
3109  */
3110 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_slab_obj(void *p)
3111 {
3112         if (mem_cgroup_disabled())
3113                 return NULL;
3114
3115         return mem_cgroup_from_obj_folio(virt_to_folio(p), p);
3116 }
3117
3118 static struct obj_cgroup *__get_obj_cgroup_from_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
3119 {
3120         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3121
3122         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3123                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3124                 if (likely(objcg && obj_cgroup_tryget(objcg)))
3125                         break;
3126                 objcg = NULL;
3127         }
3128         return objcg;
3129 }
3130
3131 static struct obj_cgroup *current_objcg_update(void)
3132 {
3133         struct mem_cgroup *memcg;
3134         struct obj_cgroup *old, *objcg = NULL;
3135
3136         do {
3137                 /* Atomically drop the update bit. */
3138                 old = xchg(&current->objcg, NULL);
3139                 if (old) {
3140                         old = (struct obj_cgroup *)
3141                                 ((unsigned long)old & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
3142                         if (old)
3143                                 obj_cgroup_put(old);
3144
3145                         old = NULL;
3146                 }
3147
3148                 /* If new objcg is NULL, no reason for the second atomic update. */
3149                 if (!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
3150                         return NULL;
3151
3152                 /*
3153                  * Release the objcg pointer from the previous iteration,
3154                  * if try_cmpxcg() below fails.
3155                  */
3156                 if (unlikely(objcg)) {
3157                         obj_cgroup_put(objcg);
3158                         objcg = NULL;
3159                 }
3160
3161                 /*
3162                  * Obtain the new objcg pointer. The current task can be
3163                  * asynchronously moved to another memcg and the previous
3164                  * memcg can be offlined. So let's get the memcg pointer
3165                  * and try get a reference to objcg under a rcu read lock.
3166                  */
3167
3168                 rcu_read_lock();
3169                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3170                 objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3171                 rcu_read_unlock();
3172
3173                 /*
3174                  * Try set up a new objcg pointer atomically. If it
3175                  * fails, it means the update flag was set concurrently, so
3176                  * the whole procedure should be repeated.
3177                  */
3178         } while (!try_cmpxchg(&current->objcg, &old, objcg));
3179
3180         return objcg;
3181 }
3182
3183 __always_inline struct obj_cgroup *current_obj_cgroup(void)
3184 {
3185         struct mem_cgroup *memcg;
3186         struct obj_cgroup *objcg;
3187
3188         if (in_task()) {
3189                 memcg = current->active_memcg;
3190                 if (unlikely(memcg))
3191                         goto from_memcg;
3192
3193                 objcg = READ_ONCE(current->objcg);
3194                 if (unlikely((unsigned long)objcg & CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG))
3195                         objcg = current_objcg_update();
3196                 /*
3197                  * Objcg reference is kept by the task, so it's safe
3198                  * to use the objcg by the current task.
3199                  */
3200                 return objcg;
3201         }
3202
3203         memcg = this_cpu_read(int_active_memcg);
3204         if (unlikely(memcg))
3205                 goto from_memcg;
3206
3207         return NULL;
3208
3209 from_memcg:
3210         objcg = NULL;
3211         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3212                 /*
3213                  * Memcg pointer is protected by scope (see set_active_memcg())
3214                  * and is pinning the corresponding objcg, so objcg can't go
3215                  * away and can be used within the scope without any additional
3216                  * protection.
3217                  */
3218                 objcg = rcu_dereference_check(memcg->objcg, 1);
3219                 if (likely(objcg))
3220                         break;
3221         }
3222
3223         return objcg;
3224 }
3225
3226 struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_folio(struct folio *folio)
3227 {
3228         struct obj_cgroup *objcg;
3229
3230         if (!memcg_kmem_online())
3231                 return NULL;
3232
3233         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
3234                 objcg = __folio_objcg(folio);
3235                 obj_cgroup_get(objcg);
3236         } else {
3237                 struct mem_cgroup *memcg;
3238
3239                 rcu_read_lock();
3240                 memcg = __folio_memcg(folio);
3241                 if (memcg)
3242                         objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3243                 else
3244                         objcg = NULL;
3245                 rcu_read_unlock();
3246         }
3247         return objcg;
3248 }
3249
3250 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
3251 {
3252         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_KMEM, nr_pages);
3253         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
3254                 if (nr_pages > 0)
3255                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3256                 else
3257                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, -nr_pages);
3258         }
3259 }
3260
3261
3262 /*
3263  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
3264  * @objcg: object cgroup to uncharge
3265  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3266  */
3267 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
3268                                       unsigned int nr_pages)
3269 {
3270         struct mem_cgroup *memcg;
3271
3272         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3273
3274         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3275         refill_stock(memcg, nr_pages);
3276
3277         css_put(&memcg->css);
3278 }
3279
3280 /*
3281  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3282  * @objcg: object cgroup to charge
3283  * @gfp: reclaim mode
3284  * @nr_pages: number of pages to charge
3285  *
3286  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3287  */
3288 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3289                                    unsigned int nr_pages)
3290 {
3291         struct mem_cgroup *memcg;
3292         int ret;
3293
3294         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3295
3296         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3297         if (ret)
3298                 goto out;
3299
3300         memcg_account_kmem(memcg, nr_pages);
3301 out:
3302         css_put(&memcg->css);
3303
3304         return ret;
3305 }
3306
3307 /**
3308  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3309  * @page: page to charge
3310  * @gfp: reclaim mode
3311  * @order: allocation order
3312  *
3313  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3314  */
3315 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3316 {
3317         struct obj_cgroup *objcg;
3318         int ret = 0;
3319
3320         objcg = current_obj_cgroup();
3321         if (objcg) {
3322                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3323                 if (!ret) {
3324                         obj_cgroup_get(objcg);
3325                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3326                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3327                         return 0;
3328                 }
3329         }
3330         return ret;
3331 }
3332
3333 /**
3334  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3335  * @page: page to uncharge
3336  * @order: allocation order
3337  */
3338 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3339 {
3340         struct folio *folio = page_folio(page);
3341         struct obj_cgroup *objcg;
3342         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3343
3344         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3345                 return;
3346
3347         objcg = __folio_objcg(folio);
3348         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3349         folio->memcg_data = 0;
3350         obj_cgroup_put(objcg);
3351 }
3352
3353 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3354                      enum node_stat_item idx, int nr)
3355 {
3356         struct memcg_stock_pcp *stock;
3357         struct obj_cgroup *old = NULL;
3358         unsigned long flags;
3359         int *bytes;
3360
3361         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3362         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3363
3364         /*
3365          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3366          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3367          * changes.
3368          */
3369         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) {
3370                 old = drain_obj_stock(stock);
3371                 obj_cgroup_get(objcg);
3372                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3373                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3374                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3375                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3376         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3377                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3378                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3379
3380                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3381                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3382                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3383                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3384                 }
3385                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3386                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3387                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3388                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3389                 }
3390                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3391         }
3392
3393         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3394                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3395         /*
3396          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3397          * cached locally at least once before pushing it out.
3398          */
3399         if (!*bytes) {
3400                 *bytes = nr;
3401                 nr = 0;
3402         } else {
3403                 *bytes += nr;
3404                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3405                         nr = *bytes;
3406                         *bytes = 0;
3407                 } else {
3408                         nr = 0;
3409                 }
3410         }
3411         if (nr)
3412                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3413
3414         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3415         if (old)
3416                 obj_cgroup_put(old);
3417 }
3418
3419 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3420 {
3421         struct memcg_stock_pcp *stock;
3422         unsigned long flags;
3423         bool ret = false;
3424
3425         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3426
3427         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3428         if (objcg == READ_ONCE(stock->cached_objcg) && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3429                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3430                 ret = true;
3431         }
3432
3433         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3434
3435         return ret;
3436 }
3437
3438 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3439 {
3440         struct obj_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3441
3442         if (!old)
3443                 return NULL;
3444
3445         if (stock->nr_bytes) {
3446                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3447                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3448
3449                 if (nr_pages) {
3450                         struct mem_cgroup *memcg;
3451
3452                         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(old);
3453
3454                         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3455                         __refill_stock(memcg, nr_pages);
3456
3457                         css_put(&memcg->css);
3458                 }
3459
3460                 /*
3461                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3462                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3463                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3464                  * refill_obj_stock().
3465                  *
3466                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3467                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3468                  * so it might be changed in the future.
3469                  */
3470                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3471                 stock->nr_bytes = 0;
3472         }
3473
3474         /*
3475          * Flush the vmstat data in current stock
3476          */
3477         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3478                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3479                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3480                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3481                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3482                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3483                 }
3484                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3485                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3486                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3487                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3488                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3489                 }
3490                 stock->cached_pgdat = NULL;
3491         }
3492
3493         WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, NULL);
3494         /*
3495          * The `old' objects needs to be released by the caller via
3496          * obj_cgroup_put() outside of memcg_stock_pcp::stock_lock.
3497          */
3498         return old;
3499 }
3500
3501 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3502                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3503 {
3504         struct obj_cgroup *objcg = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3505         struct mem_cgroup *memcg;
3506
3507         if (objcg) {
3508                 memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3509                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3510                         return true;
3511         }
3512
3513         return false;
3514 }
3515
3516 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3517                              bool allow_uncharge)
3518 {
3519         struct memcg_stock_pcp *stock;
3520         struct obj_cgroup *old = NULL;
3521         unsigned long flags;
3522         unsigned int nr_pages = 0;
3523
3524         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3525
3526         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3527         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) { /* reset if necessary */
3528                 old = drain_obj_stock(stock);
3529                 obj_cgroup_get(objcg);
3530                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3531                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3532                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3533                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3534         }
3535         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3536
3537         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3538                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3539                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3540         }
3541
3542         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3543         if (old)
3544                 obj_cgroup_put(old);
3545
3546         if (nr_pages)
3547                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3548 }
3549
3550 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3551 {
3552         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3553         int ret;
3554
3555         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3556                 return 0;
3557
3558         /*
3559          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3560          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3561          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3562          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3563          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3564          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3565          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3566          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3567          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3568          *
3569          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3570          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3571          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3572          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3573          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3574          * page uncharge right after a page charge, we set the
3575          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3576          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3577          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3578          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3579          * race.
3580          */
3581         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3582         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3583
3584         if (nr_bytes)
3585                 nr_pages += 1;
3586
3587         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3588         if (!ret && nr_bytes)
3589                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3590
3591         return ret;
3592 }
3593
3594 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3595 {
3596         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3597 }
3598
3599 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3600
3601 /*
3602  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3603  */
3604 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3605 {
3606         struct folio *folio = page_folio(head);
3607         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3608         int i;
3609
3610         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3611                 return;
3612
3613         for (i = 1; i < nr; i++)
3614                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3615
3616         if (folio_memcg_kmem(folio))
3617                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3618         else
3619                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3620 }
3621
3622 #ifdef CONFIG_SWAP
3623 /**
3624  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3625  * @entry: swap entry to be moved
3626  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3627  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3628  *
3629  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3630  * as the mem_cgroup's id of @from.
3631  *
3632  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3633  *
3634  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3635  * both res and memsw, and called css_get().
3636  */
3637 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3638                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3639 {
3640         unsigned short old_id, new_id;
3641
3642         old_id = mem_cgroup_id(from);
3643         new_id = mem_cgroup_id(to);
3644
3645         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3646                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3647                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3648                 return 0;
3649         }
3650         return -EINVAL;
3651 }
3652 #else
3653 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3654                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3655 {
3656         return -EINVAL;
3657 }
3658 #endif
3659
3660 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3661
3662 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3663                                  unsigned long max, bool memsw)
3664 {
3665         bool enlarge = false;
3666         bool drained = false;
3667         int ret;
3668         bool limits_invariant;
3669         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3670
3671         do {
3672                 if (signal_pending(current)) {
3673                         ret = -EINTR;
3674                         break;
3675                 }
3676
3677                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3678                 /*
3679                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3680                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3681                  */
3682                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3683                                            max <= memcg->memsw.max;
3684                 if (!limits_invariant) {
3685                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3686                         ret = -EINVAL;
3687                         break;
3688                 }
3689                 if (max > counter->max)
3690                         enlarge = true;
3691                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3692                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3693
3694                 if (!ret)
3695                         break;
3696
3697                 if (!drained) {
3698                         drain_all_stock(memcg);
3699                         drained = true;
3700                         continue;
3701                 }
3702
3703                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3704                                         memsw ? 0 : MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP)) {
3705                         ret = -EBUSY;
3706                         break;
3707                 }
3708         } while (true);
3709
3710         if (!ret && enlarge)
3711                 memcg_oom_recover(memcg);
3712
3713         return ret;
3714 }
3715
3716 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3717                                             gfp_t gfp_mask,
3718                                             unsigned long *total_scanned)
3719 {
3720         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3721         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3722         unsigned long reclaimed;
3723         int loop = 0;
3724         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3725         unsigned long excess;
3726
3727         if (lru_gen_enabled())
3728                 return 0;
3729
3730         if (order > 0)
3731                 return 0;
3732
3733         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3734
3735         /*
3736          * Do not even bother to check the largest node if the root
3737          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3738          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3739          */
3740         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3741                 return 0;
3742
3743         /*
3744          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3745          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3746          * pressure
3747          */
3748         do {
3749                 if (next_mz)
3750                         mz = next_mz;
3751                 else
3752                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3753                 if (!mz)
3754                         break;
3755
3756                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3757                                                     gfp_mask, total_scanned);
3758                 nr_reclaimed += reclaimed;
3759                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3760
3761                 /*
3762                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3763                  * it is time to move on to the next cgroup
3764                  */
3765                 next_mz = NULL;
3766                 if (!reclaimed)
3767                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3768
3769                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3770                 /*
3771                  * One school of thought says that we should not add
3772                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3773                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3774                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3775                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3776                  * term TODO.
3777                  */
3778                 /* If excess == 0, no tree ops */
3779                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3780                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3781                 css_put(&mz->memcg->css);
3782                 loop++;
3783                 /*
3784                  * Could not reclaim anything and there are no more
3785                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3786                  * reclaiming anything.
3787                  */
3788                 if (!nr_reclaimed &&
3789                         (next_mz == NULL ||
3790                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3791                         break;
3792         } while (!nr_reclaimed);
3793         if (next_mz)
3794                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3795         return nr_reclaimed;
3796 }
3797
3798 /*
3799  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3800  *
3801  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3802  */
3803 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3804 {
3805         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3806
3807         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3808         lru_add_drain_all();
3809
3810         drain_all_stock(memcg);
3811
3812         /* try to free all pages in this cgroup */
3813         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3814                 if (signal_pending(current))
3815                         return -EINTR;
3816
3817                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3818                                                   MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
3819                         nr_retries--;
3820         }
3821
3822         return 0;
3823 }
3824
3825 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3826                                             char *buf, size_t nbytes,
3827                                             loff_t off)
3828 {
3829         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3830
3831         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3832                 return -EINVAL;
3833         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3834 }
3835
3836 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3837                                      struct cftype *cft)
3838 {
3839         return 1;
3840 }
3841
3842 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3843                                       struct cftype *cft, u64 val)
3844 {
3845         if (val == 1)
3846                 return 0;
3847
3848         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3849                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
3850                      "depend on this functionality.\n");
3851
3852         return -EINVAL;
3853 }
3854
3855 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3856 {
3857         unsigned long val;
3858
3859         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3860                 /*
3861                  * Approximate root's usage from global state. This isn't
3862                  * perfect, but the root usage was always an approximation.
3863                  */
3864                 val = global_node_page_state(NR_FILE_PAGES) +
3865                         global_node_page_state(NR_ANON_MAPPED);
3866                 if (swap)
3867                         val += total_swap_pages - get_nr_swap_pages();
3868         } else {
3869                 if (!swap)
3870                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3871                 else
3872                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3873         }
3874         return val;
3875 }
3876
3877 enum {
3878         RES_USAGE,
3879         RES_LIMIT,
3880         RES_MAX_USAGE,
3881         RES_FAILCNT,
3882         RES_SOFT_LIMIT,
3883 };
3884
3885 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3886                                struct cftype *cft)
3887 {
3888         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3889         struct page_counter *counter;
3890
3891         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3892         case _MEM:
3893                 counter = &memcg->memory;
3894                 break;
3895         case _MEMSWAP:
3896                 counter = &memcg->memsw;
3897                 break;
3898         case _KMEM:
3899                 counter = &memcg->kmem;
3900                 break;
3901         case _TCP:
3902                 counter = &memcg->tcpmem;
3903                 break;
3904         default:
3905                 BUG();
3906         }
3907
3908         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3909         case RES_USAGE:
3910                 if (counter == &memcg->memory)
3911                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3912                 if (counter == &memcg->memsw)
3913                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3914                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3915         case RES_LIMIT:
3916                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3917         case RES_MAX_USAGE:
3918                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3919         case RES_FAILCNT:
3920                 return counter->failcnt;
3921         case RES_SOFT_LIMIT:
3922                 return (u64)READ_ONCE(memcg->soft_limit) * PAGE_SIZE;
3923         default:
3924                 BUG();
3925         }
3926 }
3927
3928 /*
3929  * This function doesn't do anything useful. Its only job is to provide a read
3930  * handler for a file so that cgroup_file_mode() will add read permissions.
3931  */
3932 static int mem_cgroup_dummy_seq_show(__always_unused struct seq_file *m,
3933                                      __always_unused void *v)
3934 {
3935         return -EINVAL;
3936 }
3937
3938 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3939 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3940 {
3941         struct obj_cgroup *objcg;
3942
3943         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3944                 return 0;
3945
3946         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3947                 return 0;
3948
3949         objcg = obj_cgroup_alloc();
3950         if (!objcg)
3951                 return -ENOMEM;
3952
3953         objcg->memcg = memcg;
3954         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3955         obj_cgroup_get(objcg);
3956         memcg->orig_objcg = objcg;
3957
3958         static_branch_enable(&memcg_kmem_online_key);
3959
3960         memcg->kmemcg_id = memcg->id.id;
3961
3962         return 0;
3963 }
3964
3965 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3966 {
3967         struct mem_cgroup *parent;
3968
3969         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3970                 return;
3971
3972         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3973                 return;
3974
3975         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3976         if (!parent)
3977                 parent = root_mem_cgroup;
3978
3979         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3980
3981         /*
3982          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3983          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3984          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3985          * memcg_reparent_list_lrus().
3986          */
3987         memcg_reparent_list_lrus(memcg, parent);
3988 }
3989 #else
3990 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3991 {
3992         return 0;
3993 }
3994 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3995 {
3996 }
3997 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3998
3999 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
4000 {
4001         int ret;
4002
4003         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
4004
4005         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
4006         if (ret)
4007                 goto out;
4008
4009         if (!memcg->tcpmem_active) {
4010                 /*
4011                  * The active flag needs to be written after the static_key
4012                  * update. This is what guarantees that the socket activation
4013                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
4014                  * for details, and note that we don't mark any socket as
4015                  * belonging to this memcg until that flag is up.
4016                  *
4017                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
4018                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
4019                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
4020                  * yet, we'll lose accounting.
4021                  *
4022                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
4023                  * because when this value change, the code to process it is not
4024                  * patched in yet.
4025                  */
4026                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4027                 memcg->tcpmem_active = true;
4028         }
4029 out:
4030         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
4031         return ret;
4032 }
4033
4034 /*
4035  * The user of this function is...
4036  * RES_LIMIT.
4037  */
4038 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4039                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4040 {
4041         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4042         unsigned long nr_pages;
4043         int ret;
4044
4045         buf = strstrip(buf);
4046         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
4047         if (ret)
4048                 return ret;
4049
4050         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4051         case RES_LIMIT:
4052                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4053                         ret = -EINVAL;
4054                         break;
4055                 }
4056                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4057                 case _MEM:
4058                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
4059                         break;
4060                 case _MEMSWAP:
4061                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
4062                         break;
4063                 case _KMEM:
4064                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
4065                                      "Writing any value to this file has no effect. "
4066                                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
4067                                      "depend on this functionality.\n");
4068                         ret = 0;
4069                         break;
4070                 case _TCP:
4071                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
4072                         break;
4073                 }
4074                 break;
4075         case RES_SOFT_LIMIT:
4076                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
4077                         ret = -EOPNOTSUPP;
4078                 } else {
4079                         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, nr_pages);
4080                         ret = 0;
4081                 }
4082                 break;
4083         }
4084         return ret ?: nbytes;
4085 }
4086
4087 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4088                                 size_t nbytes, loff_t off)
4089 {
4090         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4091         struct page_counter *counter;
4092
4093         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4094         case _MEM:
4095                 counter = &memcg->memory;
4096                 break;
4097         case _MEMSWAP:
4098                 counter = &memcg->memsw;
4099                 break;
4100         case _KMEM:
4101                 counter = &memcg->kmem;
4102                 break;
4103         case _TCP:
4104                 counter = &memcg->tcpmem;
4105                 break;
4106         default:
4107                 BUG();
4108         }
4109
4110         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4111         case RES_MAX_USAGE:
4112                 page_counter_reset_watermark(counter);
4113                 break;
4114         case RES_FAILCNT:
4115                 counter->failcnt = 0;
4116                 break;
4117         default:
4118                 BUG();
4119         }
4120
4121         return nbytes;
4122 }
4123
4124 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4125                                         struct cftype *cft)
4126 {
4127         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4128 }
4129
4130 #ifdef CONFIG_MMU
4131 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4132                                         struct cftype *cft, u64 val)
4133 {
4134         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4135
4136         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
4137                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
4138                      "depend on this functionality.\n");
4139
4140         if (val & ~MOVE_MASK)
4141                 return -EINVAL;
4142
4143         /*
4144          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4145          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4146          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4147          * affect task migrations starting after the change.
4148          */
4149         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4150         return 0;
4151 }
4152 #else
4153 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4154                                         struct cftype *cft, u64 val)
4155 {
4156         return -ENOSYS;
4157 }
4158 #endif
4159
4160 #ifdef CONFIG_NUMA
4161
4162 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
4163 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
4164 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
4165
4166 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4167                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4168 {
4169         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4170         unsigned long nr = 0;
4171         enum lru_list lru;
4172
4173         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4174
4175         for_each_lru(lru) {
4176                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4177                         continue;
4178                 if (tree)
4179                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4180                 else
4181                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4182         }
4183         return nr;
4184 }
4185
4186 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4187                                              unsigned int lru_mask,
4188                                              bool tree)
4189 {
4190         unsigned long nr = 0;
4191         enum lru_list lru;
4192
4193         for_each_lru(lru) {
4194                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4195                         continue;
4196                 if (tree)
4197                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4198                 else
4199                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4200         }
4201         return nr;
4202 }
4203
4204 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4205 {
4206         struct numa_stat {
4207                 const char *name;
4208                 unsigned int lru_mask;
4209         };
4210
4211         static const struct numa_stat stats[] = {
4212                 { "total", LRU_ALL },
4213                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4214                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4215                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4216         };
4217         const struct numa_stat *stat;
4218         int nid;
4219         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4220
4221         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4222
4223         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4224                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4225                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4226                                                    false));
4227                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4228                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4229                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4230                                                         stat->lru_mask, false));
4231                 seq_putc(m, '\n');
4232         }
4233
4234         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4235
4236                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4237                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4238                                                    true));
4239                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4240                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4241                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4242                                                         stat->lru_mask, true));
4243                 seq_putc(m, '\n');
4244         }
4245
4246         return 0;
4247 }
4248 #endif /* CONFIG_NUMA */
4249
4250 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4251         NR_FILE_PAGES,
4252         NR_ANON_MAPPED,
4253 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4254         NR_ANON_THPS,
4255 #endif
4256         NR_SHMEM,
4257         NR_FILE_MAPPED,
4258         NR_FILE_DIRTY,
4259         NR_WRITEBACK,
4260         WORKINGSET_REFAULT_ANON,
4261         WORKINGSET_REFAULT_FILE,
4262 #ifdef CONFIG_SWAP
4263         MEMCG_SWAP,
4264         NR_SWAPCACHE,
4265 #endif
4266 };
4267
4268 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4269         "cache",
4270         "rss",
4271 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4272         "rss_huge",
4273 #endif
4274         "shmem",
4275         "mapped_file",
4276         "dirty",
4277         "writeback",
4278         "workingset_refault_anon",
4279         "workingset_refault_file",
4280 #ifdef CONFIG_SWAP
4281         "swap",
4282         "swapcached",
4283 #endif
4284 };
4285
4286 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4287 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4288         PGPGIN,
4289         PGPGOUT,
4290         PGFAULT,
4291         PGMAJFAULT,
4292 };
4293
4294 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
4295 {
4296         unsigned long memory, memsw;
4297         struct mem_cgroup *mi;
4298         unsigned int i;
4299
4300         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4301
4302         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4303
4304         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4305                 unsigned long nr;
4306
4307                 nr = memcg_page_state_local_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4308                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr);
4309         }
4310
4311         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4312                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4313                                memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4314
4315         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4316                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4317                                memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4318                                PAGE_SIZE);
4319
4320         /* Hierarchical information */
4321         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4322         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4323                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4324                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4325         }
4326         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4327                        (u64)memory * PAGE_SIZE);
4328         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4329                        (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4330
4331         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4332                 unsigned long nr;
4333
4334                 nr = memcg_page_state_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4335                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4336                                (u64)nr);
4337         }
4338
4339         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4340                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n",
4341                                vm_event_name(memcg1_events[i]),
4342                                (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4343
4344         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4345                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4346                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4347                                PAGE_SIZE);
4348
4349 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4350         {
4351                 pg_data_t *pgdat;
4352                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4353                 unsigned long anon_cost = 0;
4354                 unsigned long file_cost = 0;
4355
4356                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4357                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4358
4359                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4360                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4361                 }
4362                 seq_buf_printf(s, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4363                 seq_buf_printf(s, "file_cost %lu\n", file_cost);
4364         }
4365 #endif
4366 }
4367
4368 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4369                                       struct cftype *cft)
4370 {
4371         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4372
4373         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4374 }
4375
4376 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4377                                        struct cftype *cft, u64 val)
4378 {
4379         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4380
4381         if (val > 200)
4382                 return -EINVAL;
4383
4384         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4385                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, val);
4386         else
4387                 WRITE_ONCE(vm_swappiness, val);
4388
4389         return 0;
4390 }
4391
4392 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4393 {
4394         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4395         unsigned long usage;
4396         int i;
4397
4398         rcu_read_lock();
4399         if (!swap)
4400                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4401         else
4402                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4403
4404         if (!t)
4405                 goto unlock;
4406
4407         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4408
4409         /*
4410          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4411          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4412          * call of __mem_cgroup_threshold().
4413          */
4414         i = t->current_threshold;
4415
4416         /*
4417          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4418          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4419          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4420          * only one element of the array here.
4421          */
4422         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4423                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd);
4424
4425         /* i = current_threshold + 1 */
4426         i++;
4427
4428         /*
4429          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4430          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4431          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4432          * only one element of the array here.
4433          */
4434         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4435                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd);
4436
4437         /* Update current_threshold */
4438         t->current_threshold = i - 1;
4439 unlock:
4440         rcu_read_unlock();
4441 }
4442
4443 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4444 {
4445         while (memcg) {
4446                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4447                 if (do_memsw_account())
4448                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4449
4450                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4451         }
4452 }
4453
4454 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4455 {
4456         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4457         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4458
4459         if (_a->threshold > _b->threshold)
4460                 return 1;
4461
4462         if (_a->threshold < _b->threshold)
4463                 return -1;
4464
4465         return 0;
4466 }
4467
4468 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4469 {
4470         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4471
4472         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4473
4474         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4475                 eventfd_signal(ev->eventfd);
4476
4477         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4478         return 0;
4479 }
4480
4481 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4482 {
4483         struct mem_cgroup *iter;
4484
4485         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4486                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4487 }
4488
4489 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4490         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4491 {
4492         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4493         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4494         unsigned long threshold;
4495         unsigned long usage;
4496         int i, size, ret;
4497
4498         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4499         if (ret)
4500                 return ret;
4501
4502         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4503
4504         if (type == _MEM) {
4505                 thresholds = &memcg->thresholds;
4506                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4507         } else if (type == _MEMSWAP) {
4508                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4509                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4510         } else
4511                 BUG();
4512
4513         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4514         if (thresholds->primary)
4515                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4516
4517         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4518
4519         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4520         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4521         if (!new) {
4522                 ret = -ENOMEM;
4523                 goto unlock;
4524         }
4525         new->size = size;
4526
4527         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4528         if (thresholds->primary)
4529                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4530                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4531
4532         /* Add new threshold */
4533         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4534         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4535
4536         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4537         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4538                         compare_thresholds, NULL);
4539
4540         /* Find current threshold */
4541         new->current_threshold = -1;
4542         for (i = 0; i < size; i++) {
4543                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4544                         /*
4545                          * new->current_threshold will not be used until
4546                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4547                          * it here.
4548                          */
4549                         ++new->current_threshold;
4550                 } else
4551                         break;
4552         }
4553
4554         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4555         kfree(thresholds->spare);
4556         thresholds->spare = thresholds->primary;
4557
4558         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4559
4560         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4561         synchronize_rcu();
4562
4563 unlock:
4564         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4565
4566         return ret;
4567 }
4568
4569 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4570         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4571 {
4572         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4573 }
4574
4575 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4576         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4577 {
4578         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4579 }
4580
4581 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4582         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4583 {
4584         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4585         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4586         unsigned long usage;
4587         int i, j, size, entries;
4588
4589         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4590
4591         if (type == _MEM) {
4592                 thresholds = &memcg->thresholds;
4593                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4594         } else if (type == _MEMSWAP) {
4595                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4596                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4597         } else
4598                 BUG();
4599
4600         if (!thresholds->primary)
4601                 goto unlock;
4602
4603         /* Check if a threshold crossed before removing */
4604         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4605
4606         /* Calculate new number of threshold */
4607         size = entries = 0;
4608         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4609                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4610                         size++;
4611                 else
4612                         entries++;
4613         }
4614
4615         new = thresholds->spare;
4616
4617         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4618         if (!entries)
4619                 goto unlock;
4620
4621         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4622         if (!size) {
4623                 kfree(new);
4624                 new = NULL;
4625                 goto swap_buffers;
4626         }
4627
4628         new->size = size;
4629
4630         /* Copy thresholds and find current threshold */
4631         new->current_threshold = -1;
4632         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4633                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4634                         continue;
4635
4636                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4637                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4638                         /*
4639                          * new->current_threshold will not be used
4640                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4641                          * it here.
4642                          */
4643                         ++new->current_threshold;
4644                 }
4645                 j++;
4646         }
4647
4648 swap_buffers:
4649         /* Swap primary and spare array */
4650         thresholds->spare = thresholds->primary;
4651
4652         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4653
4654         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4655         synchronize_rcu();
4656
4657         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4658         if (!new) {
4659                 kfree(thresholds->spare);
4660                 thresholds->spare = NULL;
4661         }
4662 unlock:
4663         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4664 }
4665
4666 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4667         struct eventfd_ctx *eventfd)
4668 {
4669         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4670 }
4671
4672 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4673         struct eventfd_ctx *eventfd)
4674 {
4675         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4676 }
4677
4678 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4679         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4680 {
4681         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4682
4683         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4684         if (!event)
4685                 return -ENOMEM;
4686
4687         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4688
4689         event->eventfd = eventfd;
4690         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4691
4692         /* already in OOM ? */
4693         if (memcg->under_oom)
4694                 eventfd_signal(eventfd);
4695         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4696
4697         return 0;
4698 }
4699
4700 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4701         struct eventfd_ctx *eventfd)
4702 {
4703         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4704
4705         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4706
4707         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4708                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4709                         list_del(&ev->list);
4710                         kfree(ev);
4711                 }
4712         }
4713
4714         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4715 }
4716
4717 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4718 {
4719         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4720
4721         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable));
4722         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4723         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4724                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4725         return 0;
4726 }
4727
4728 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4729         struct cftype *cft, u64 val)
4730 {
4731         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4732
4733         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4734         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4735                 return -EINVAL;
4736
4737         WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, val);
4738         if (!val)
4739                 memcg_oom_recover(memcg);
4740
4741         return 0;
4742 }
4743
4744 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4745
4746 #include <trace/events/writeback.h>
4747
4748 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4749 {
4750         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4751 }
4752
4753 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4754 {
4755         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4756 }
4757
4758 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4759 {
4760         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4761 }
4762
4763 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4764 {
4765         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4766
4767         if (!memcg->css.parent)
4768                 return NULL;
4769
4770         return &memcg->cgwb_domain;
4771 }
4772
4773 /**
4774  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4775  * @wb: bdi_writeback in question
4776  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4777  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4778  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4779  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4780  *
4781  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4782  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4783  * is a bit more involved.
4784  *
4785  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4786  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4787  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4788  * available memory in the system.  The caller should further cap
4789  * *@pheadroom accordingly.
4790  */
4791 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4792                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4793                          unsigned long *pwriteback)
4794 {
4795         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4796         struct mem_cgroup *parent;
4797
4798         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4799
4800         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4801         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4802         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4803                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4804
4805         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4806         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4807                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4808                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4809                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4810
4811                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4812                 memcg = parent;
4813         }
4814 }
4815
4816 /*
4817  * Foreign dirty flushing
4818  *
4819  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4820  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4821  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4822  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4823  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4824  * different cgroups isn't a common use-case.
4825  *
4826  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4827  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4828  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4829  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4830  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4831  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4832  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4833  * make writeback of the dirty pages happen.
4834  *
4835  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4836  * severely throttled after making some progress after each
4837  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4838  * completely idle.
4839  *
4840  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4841  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4842  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4843  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4844  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4845  *
4846  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4847  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4848  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4849  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4850  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4851  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4852  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4853  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4854  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4855  *
4856  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4857  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4858  * records are lockless and racy.
4859  */
4860 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4861                                              struct bdi_writeback *wb)
4862 {
4863         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4864         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4865         u64 now = get_jiffies_64();
4866         u64 oldest_at = now;
4867         int oldest = -1;
4868         int i;
4869
4870         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4871
4872         /*
4873          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4874          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4875          * written out.
4876          */
4877         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4878                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4879                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4880                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4881                         break;
4882                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4883                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4884                         oldest = i;
4885                         oldest_at = frn->at;
4886                 }
4887         }
4888
4889         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4890                 /*
4891                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4892                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4893                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4894                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4895                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4896                  */
4897                 unsigned long update_intv =
4898                         min_t(unsigned long, HZ,
4899                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4900
4901                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4902                         frn->at = now;
4903         } else if (oldest >= 0) {
4904                 /* replace the oldest free one */
4905                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4906                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4907                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4908                 frn->at = now;
4909         }
4910 }
4911
4912 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4913 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4914 {
4915         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4916         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4917         u64 now = jiffies_64;
4918         int i;
4919
4920         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4921                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4922
4923                 /*
4924                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4925                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4926                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4927                  * already one in flight.
4928                  */
4929                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4930                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4931                         frn->at = 0;
4932                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4933                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4934                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4935                                                &frn->done);
4936                 }
4937         }
4938 }
4939
4940 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4941
4942 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4943 {
4944         return 0;
4945 }
4946
4947 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4948 {
4949 }
4950
4951 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4952 {
4953 }
4954
4955 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4956
4957 /*
4958  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4959  *
4960  * "cgroup.event_control" implementation.
4961  *
4962  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4963  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4964  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4965  *
4966  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4967  * possible.
4968  */
4969
4970 /*
4971  * Unregister event and free resources.
4972  *
4973  * Gets called from workqueue.
4974  */
4975 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4976 {
4977         struct mem_cgroup_event *event =
4978                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4979         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4980
4981         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4982
4983         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4984
4985         /* Notify userspace the event is going away. */
4986         eventfd_signal(event->eventfd);
4987
4988         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4989         kfree(event);
4990         css_put(&memcg->css);
4991 }
4992
4993 /*
4994  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
4995  *
4996  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
4997  */
4998 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
4999                             int sync, void *key)
5000 {
5001         struct mem_cgroup_event *event =
5002                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5003         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5004         __poll_t flags = key_to_poll(key);
5005
5006         if (flags & EPOLLHUP) {
5007                 /*
5008                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5009                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5010                  * for us.
5011                  *
5012                  * We can't race against event freeing since the other
5013                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5014                  * which we hold.
5015                  */
5016                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5017                 if (!list_empty(&event->list)) {
5018                         list_del_init(&event->list);
5019                         /*
5020                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5021                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5022                          */
5023                         schedule_work(&event->remove);
5024                 }
5025                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5026         }
5027
5028         return 0;
5029 }
5030
5031 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5032                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5033 {
5034         struct mem_cgroup_event *event =
5035                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5036
5037         event->wqh = wqh;
5038         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5039 }
5040
5041 /*
5042  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5043  *
5044  * Parse input and register new cgroup event handler.
5045  *
5046  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5047  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5048  */
5049 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5050                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5051 {
5052         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5053         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5054         struct mem_cgroup_event *event;
5055         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5056         unsigned int efd, cfd;
5057         struct fd efile;
5058         struct fd cfile;
5059         struct dentry *cdentry;
5060         const char *name;
5061         char *endp;
5062         int ret;
5063
5064         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
5065                 return -EOPNOTSUPP;
5066
5067         buf = strstrip(buf);
5068
5069         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5070         if (*endp != ' ')
5071                 return -EINVAL;
5072         buf = endp + 1;
5073
5074         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5075         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5076                 return -EINVAL;
5077         buf = endp + 1;
5078
5079         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5080         if (!event)
5081                 return -ENOMEM;
5082
5083         event->memcg = memcg;
5084         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5085         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5086         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5087         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5088
5089         efile = fdget(efd);
5090         if (!efile.file) {
5091                 ret = -EBADF;
5092                 goto out_kfree;
5093         }
5094
5095         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5096         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5097                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5098                 goto out_put_efile;
5099         }
5100
5101         cfile = fdget(cfd);
5102         if (!cfile.file) {
5103                 ret = -EBADF;
5104                 goto out_put_eventfd;
5105         }
5106
5107         /* the process need read permission on control file */
5108         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5109         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
5110         if (ret < 0)
5111                 goto out_put_cfile;
5112
5113         /*
5114          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
5115          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
5116          */
5117         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
5118         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
5119                 ret = -EINVAL;
5120                 goto out_put_cfile;
5121         }
5122
5123         /*
5124          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5125          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5126          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5127          * is for compatibility anyway.
5128          *
5129          * DO NOT ADD NEW FILES.
5130          */
5131         name = cdentry->d_name.name;
5132
5133         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5134                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5135                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5136         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5137                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5138                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5139         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5140                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5141                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5142         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5143                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5144                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5145         } else {
5146                 ret = -EINVAL;
5147                 goto out_put_cfile;
5148         }
5149
5150         /*
5151          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5152          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5153          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5154          */
5155         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
5156                                                &memory_cgrp_subsys);
5157         ret = -EINVAL;
5158         if (IS_ERR(cfile_css))
5159                 goto out_put_cfile;
5160         if (cfile_css != css) {
5161                 css_put(cfile_css);
5162                 goto out_put_cfile;
5163         }
5164
5165         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5166         if (ret)
5167                 goto out_put_css;
5168
5169         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5170
5171         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5172         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5173         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5174
5175         fdput(cfile);
5176         fdput(efile);
5177
5178         return nbytes;
5179
5180 out_put_css:
5181         css_put(css);
5182 out_put_cfile:
5183         fdput(cfile);
5184 out_put_eventfd:
5185         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5186 out_put_efile:
5187         fdput(efile);
5188 out_kfree:
5189         kfree(event);
5190
5191         return ret;
5192 }
5193
5194 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
5195 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
5196 {
5197         /*
5198          * Deprecated.
5199          * Please, take a look at tools/cgroup/memcg_slabinfo.py .
5200          */
5201         return 0;
5202 }
5203 #endif
5204
5205 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v);
5206
5207 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5208         {
5209                 .name = "usage_in_bytes",
5210                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5211                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5212         },
5213         {
5214                 .name = "max_usage_in_bytes",
5215                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5216                 .write = mem_cgroup_reset,
5217                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5218         },
5219         {
5220                 .name = "limit_in_bytes",
5221                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5222                 .write = mem_cgroup_write,
5223                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5224         },
5225         {
5226                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5227                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5228                 .write = mem_cgroup_write,
5229                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5230         },
5231         {
5232                 .name = "failcnt",
5233                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5234                 .write = mem_cgroup_reset,
5235                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5236         },
5237         {
5238                 .name = "stat",
5239                 .seq_show = memory_stat_show,
5240         },
5241         {
5242                 .name = "force_empty",
5243                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5244         },
5245         {
5246                 .name = "use_hierarchy",
5247                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5248                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5249         },
5250         {
5251                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5252                 .write = memcg_write_event_control,
5253                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5254         },
5255         {
5256                 .name = "swappiness",
5257                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5258                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5259         },
5260         {
5261                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5262                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5263                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5264         },
5265         {
5266                 .name = "oom_control",
5267                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5268                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5269         },
5270         {
5271                 .name = "pressure_level",
5272                 .seq_show = mem_cgroup_dummy_seq_show,
5273         },
5274 #ifdef CONFIG_NUMA
5275         {
5276                 .name = "numa_stat",
5277                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5278         },
5279 #endif
5280         {
5281                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5282                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5283                 .write = mem_cgroup_write,
5284                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5285         },
5286         {
5287                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5288                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5289                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5290         },
5291         {
5292                 .name = "kmem.failcnt",
5293                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5294                 .write = mem_cgroup_reset,
5295                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5296         },
5297         {
5298                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5299                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5300                 .write = mem_cgroup_reset,
5301                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5302         },
5303 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
5304         {
5305                 .name = "kmem.slabinfo",
5306                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
5307         },
5308 #endif
5309         {
5310                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5311                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5312                 .write = mem_cgroup_write,
5313                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5314         },
5315         {
5316                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5317                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5318                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5319         },
5320         {
5321                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5322                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5323                 .write = mem_cgroup_reset,
5324                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5325         },
5326         {
5327                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5328                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5329                 .write = mem_cgroup_reset,
5330                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5331         },
5332         { },    /* terminate */
5333 };
5334
5335 /*
5336  * Private memory cgroup IDR
5337  *
5338  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5339  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5340  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5341  * memory-controlled cgroups to 64k.
5342  *
5343  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5344  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5345  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5346  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5347  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5348  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5349  *
5350  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5351  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5352  * when the CSS is offlined.
5353  *
5354  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5355  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5356  * those references are manageable from userspace.
5357  */
5358
5359 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       ((1UL << MEM_CGROUP_ID_SHIFT) - 1)
5360 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5361
5362 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5363 {
5364         if (memcg->id.id > 0) {
5365                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5366                 memcg->id.id = 0;
5367         }
5368 }
5369
5370 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5371                                                   unsigned int n)
5372 {
5373         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5374 }
5375
5376 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5377 {
5378         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5379                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5380
5381                 /* Memcg ID pins CSS */
5382                 css_put(&memcg->css);
5383         }
5384 }
5385
5386 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5387 {
5388         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5389 }
5390
5391 /**
5392  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5393  * @id: the memcg id to look up
5394  *
5395  * Caller must hold rcu_read_lock().
5396  */
5397 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5398 {
5399         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5400         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5401 }
5402
5403 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
5404 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_from_ino(unsigned long ino)
5405 {
5406         struct cgroup *cgrp;
5407         struct cgroup_subsys_state *css;
5408         struct mem_cgroup *memcg;
5409
5410         cgrp = cgroup_get_from_id(ino);
5411         if (IS_ERR(cgrp))
5412                 return ERR_CAST(cgrp);
5413
5414         css = cgroup_get_e_css(cgrp, &memory_cgrp_subsys);
5415         if (css)
5416                 memcg = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
5417         else
5418                 memcg = ERR_PTR(-ENOENT);
5419
5420         cgroup_put(cgrp);
5421
5422         return memcg;
5423 }
5424 #endif
5425
5426 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5427 {
5428         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5429
5430         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, node);
5431         if (!pn)
5432                 return 1;
5433
5434         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5435                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5436         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5437                 kfree(pn);
5438                 return 1;
5439         }
5440
5441         lruvec_init(&pn->lruvec);
5442         pn->memcg = memcg;
5443
5444         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5445         return 0;
5446 }
5447
5448 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5449 {
5450         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5451
5452         if (!pn)
5453                 return;
5454
5455         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5456         kfree(pn);
5457 }
5458
5459 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5460 {
5461         int node;
5462
5463         if (memcg->orig_objcg)
5464                 obj_cgroup_put(memcg->orig_objcg);
5465
5466         for_each_node(node)
5467                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5468         kfree(memcg->vmstats);
5469         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5470         kfree(memcg);
5471 }
5472
5473 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5474 {
5475         lru_gen_exit_memcg(memcg);
5476         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5477         __mem_cgroup_free(memcg);
5478 }
5479
5480 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
5481 {
5482         struct mem_cgroup *memcg;
5483         int node;
5484         int __maybe_unused i;
5485         long error = -ENOMEM;
5486
5487         memcg = kzalloc(struct_size(memcg, nodeinfo, nr_node_ids), GFP_KERNEL);
5488         if (!memcg)
5489                 return ERR_PTR(error);
5490
5491         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5492                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX + 1, GFP_KERNEL);
5493         if (memcg->id.id < 0) {
5494                 error = memcg->id.id;
5495                 goto fail;
5496         }
5497
5498         memcg->vmstats = kzalloc(sizeof(struct memcg_vmstats), GFP_KERNEL);
5499         if (!memcg->vmstats)
5500                 goto fail;
5501
5502         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5503                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5504         if (!memcg->vmstats_percpu)
5505                 goto fail;
5506
5507         for_each_node(node)
5508                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5509                         goto fail;
5510
5511         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5512                 goto fail;
5513
5514         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5515         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5516         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5517         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5518         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5519         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5520         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5521         memcg->socket_pressure = jiffies;
5522 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5523         memcg->kmemcg_id = -1;
5524         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5525 #endif
5526 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5527         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5528         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5529                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5530                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5531 #endif
5532 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5533         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5534         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5535         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5536 #endif
5537         lru_gen_init_memcg(memcg);
5538         return memcg;
5539 fail:
5540         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5541         __mem_cgroup_free(memcg);
5542         return ERR_PTR(error);
5543 }
5544
5545 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5546 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5547 {
5548         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5549         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5550
5551         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5552         memcg = mem_cgroup_alloc();
5553         set_active_memcg(old_memcg);
5554         if (IS_ERR(memcg))
5555                 return ERR_CAST(memcg);
5556
5557         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5558         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5559 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
5560         memcg->zswap_max = PAGE_COUNTER_MAX;
5561         WRITE_ONCE(memcg->zswap_writeback,
5562                 !parent || READ_ONCE(parent->zswap_writeback));
5563 #endif
5564         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5565         if (parent) {
5566                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, mem_cgroup_swappiness(parent));
5567                 WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, READ_ONCE(parent->oom_kill_disable));
5568
5569                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5570                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5571                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5572                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5573         } else {
5574                 init_memcg_events();
5575                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5576                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5577                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5578                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5579
5580                 root_mem_cgroup = memcg;
5581                 return &memcg->css;
5582         }
5583
5584         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5585                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5586
5587 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5588         if (!cgroup_memory_nobpf)
5589                 static_branch_inc(&memcg_bpf_enabled_key);
5590 #endif
5591
5592         return &memcg->css;
5593 }
5594
5595 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5596 {
5597         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5598
5599         if (memcg_online_kmem(memcg))
5600                 goto remove_id;
5601
5602         /*
5603          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5604          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5605          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5606          */
5607         if (alloc_shrinker_info(memcg))
5608                 goto offline_kmem;
5609
5610         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5611                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5612                                    FLUSH_TIME);
5613         lru_gen_online_memcg(memcg);
5614
5615         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5616         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5617         css_get(css);
5618
5619         /*
5620          * Ensure mem_cgroup_from_id() works once we're fully online.
5621          *
5622          * We could do this earlier and require callers to filter with
5623          * css_tryget_online(). But right now there are no users that
5624          * need earlier access, and the workingset code relies on the
5625          * cgroup tree linkage (mem_cgroup_get_nr_swap_pages()). So
5626          * publish it here at the end of onlining. This matches the
5627          * regular ID destruction during offlining.
5628          */
5629         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5630
5631         return 0;
5632 offline_kmem:
5633         memcg_offline_kmem(memcg);
5634 remove_id:
5635         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5636         return -ENOMEM;
5637 }
5638
5639 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5640 {
5641         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5642         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5643
5644         /*
5645          * Unregister events and notify userspace.
5646          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5647          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5648          */
5649         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5650         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5651                 list_del_init(&event->list);
5652                 schedule_work(&event->remove);
5653         }
5654         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5655
5656         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5657         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5658
5659         zswap_memcg_offline_cleanup(memcg);
5660
5661         memcg_offline_kmem(memcg);
5662         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5663         wb_memcg_offline(memcg);
5664         lru_gen_offline_memcg(memcg);
5665
5666         drain_all_stock(memcg);
5667
5668         mem_cgroup_id_put(memcg);
5669 }
5670
5671 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5672 {
5673         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5674
5675         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5676         lru_gen_release_memcg(memcg);
5677 }
5678
5679 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5680 {
5681         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5682         int __maybe_unused i;
5683
5684 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5685         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5686                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5687 #endif
5688         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5689                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5690
5691         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5692                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5693
5694 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5695         if (!cgroup_memory_nobpf)
5696                 static_branch_dec(&memcg_bpf_enabled_key);
5697 #endif
5698
5699         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5700         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5701         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5702         free_shrinker_info(memcg);
5703         mem_cgroup_free(memcg);
5704 }
5705
5706 /**
5707  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5708  * @css: the target css
5709  *
5710  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5711  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5712  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5713  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5714  * made visible again.
5715  *
5716  * The current implementation only resets the essential configurations.
5717  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5718  */
5719 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5720 {
5721         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5722
5723         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5724         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5725         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5726         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5727         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5728         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5729         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5730         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5731         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5732         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5733 }
5734
5735 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5736 {
5737         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5738         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5739         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5740         long delta, delta_cpu, v;
5741         int i, nid;
5742
5743         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5744
5745         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5746                 /*
5747                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5748                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5749                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5750                  */
5751                 delta = memcg->vmstats->state_pending[i];
5752                 if (delta)
5753                         memcg->vmstats->state_pending[i] = 0;
5754
5755                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5756                 delta_cpu = 0;
5757                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5758                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5759                         delta_cpu = v - statc->state_prev[i];
5760                         delta += delta_cpu;
5761                         statc->state_prev[i] = v;
5762                 }
5763
5764                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5765                 if (delta_cpu)
5766                         memcg->vmstats->state_local[i] += delta_cpu;
5767
5768                 if (delta) {
5769                         memcg->vmstats->state[i] += delta;
5770                         if (parent)
5771                                 parent->vmstats->state_pending[i] += delta;
5772                 }
5773         }
5774
5775         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; i++) {
5776                 delta = memcg->vmstats->events_pending[i];
5777                 if (delta)
5778                         memcg->vmstats->events_pending[i] = 0;
5779
5780                 delta_cpu = 0;
5781                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5782                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5783                         delta_cpu = v - statc->events_prev[i];
5784                         delta += delta_cpu;
5785                         statc->events_prev[i] = v;
5786                 }
5787
5788                 if (delta_cpu)
5789                         memcg->vmstats->events_local[i] += delta_cpu;
5790
5791                 if (delta) {
5792                         memcg->vmstats->events[i] += delta;
5793                         if (parent)
5794                                 parent->vmstats->events_pending[i] += delta;
5795                 }
5796         }
5797
5798         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5799                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5800                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5801                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5802
5803                 if (parent)
5804                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5805
5806                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5807
5808                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5809                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5810                         if (delta)
5811                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5812
5813                         delta_cpu = 0;
5814                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5815                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5816                                 delta_cpu = v - lstatc->state_prev[i];
5817                                 delta += delta_cpu;
5818                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5819                         }
5820
5821                         if (delta_cpu)
5822                                 pn->lruvec_stats.state_local[i] += delta_cpu;
5823
5824                         if (delta) {
5825                                 pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5826                                 if (ppn)
5827                                         ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5828                         }
5829                 }
5830         }
5831         statc->stats_updates = 0;
5832         /* We are in a per-cpu loop here, only do the atomic write once */
5833         if (atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates))
5834                 atomic64_set(&memcg->vmstats->stats_updates, 0);
5835 }
5836
5837 #ifdef CONFIG_MMU
5838 /* Handlers for move charge at task migration. */
5839 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5840 {
5841         int ret;
5842
5843         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5844         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5845         if (!ret) {
5846                 mc.precharge += count;
5847                 return ret;
5848         }
5849
5850         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5851         while (count--) {
5852                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5853                 if (ret)
5854                         return ret;
5855                 mc.precharge++;
5856                 cond_resched();
5857         }
5858         return 0;
5859 }
5860
5861 union mc_target {
5862         struct page     *page;
5863         swp_entry_t     ent;
5864 };
5865
5866 enum mc_target_type {
5867         MC_TARGET_NONE = 0,
5868         MC_TARGET_PAGE,
5869         MC_TARGET_SWAP,
5870         MC_TARGET_DEVICE,
5871 };
5872
5873 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5874                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5875 {
5876         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5877
5878         if (!page)
5879                 return NULL;
5880         if (PageAnon(page)) {
5881                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5882                         return NULL;
5883         } else {
5884                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5885                         return NULL;
5886         }
5887         get_page(page);
5888
5889         return page;
5890 }
5891
5892 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5893 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5894                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5895 {
5896         struct page *page = NULL;
5897         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5898
5899         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5900                 return NULL;
5901
5902         /*
5903          * Handle device private pages that are not accessible by the CPU, but
5904          * stored as special swap entries in the page table.
5905          */
5906         if (is_device_private_entry(ent)) {
5907                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5908                 if (!get_page_unless_zero(page))
5909                         return NULL;
5910                 return page;
5911         }
5912
5913         if (non_swap_entry(ent))
5914                 return NULL;
5915
5916         /*
5917          * Because swap_cache_get_folio() updates some statistics counter,
5918          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5919          */
5920         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5921         entry->val = ent.val;
5922
5923         return page;
5924 }
5925 #else
5926 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5927                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5928 {
5929         return NULL;
5930 }
5931 #endif
5932
5933 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5934                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5935 {
5936         unsigned long index;
5937         struct folio *folio;
5938
5939         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5940                 return NULL;
5941         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5942                 return NULL;
5943
5944         /* folio is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5945         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5946         index = linear_page_index(vma, addr);
5947         folio = filemap_get_incore_folio(vma->vm_file->f_mapping, index);
5948         if (IS_ERR(folio))
5949                 return NULL;
5950         return folio_file_page(folio, index);
5951 }
5952
5953 /**
5954  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5955  * @page: the page
5956  * @compound: charge the page as compound or small page
5957  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5958  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5959  *
5960  * The page must be locked and not on the LRU.
5961  *
5962  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5963  * from old cgroup.
5964  */
5965 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5966                                    bool compound,
5967                                    struct mem_cgroup *from,
5968                                    struct mem_cgroup *to)
5969 {
5970         struct folio *folio = page_folio(page);
5971         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5972         struct pglist_data *pgdat;
5973         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5974         int nid, ret;
5975
5976         VM_BUG_ON(from == to);
5977         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
5978         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5979         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5980
5981         ret = -EINVAL;
5982         if (folio_memcg(folio) != from)
5983                 goto out;
5984
5985         pgdat = folio_pgdat(folio);
5986         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
5987         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
5988
5989         folio_memcg_lock(folio);
5990
5991         if (folio_test_anon(folio)) {
5992                 if (folio_mapped(folio)) {
5993                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
5994                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
5995                         if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
5996                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
5997                                                    -nr_pages);
5998                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
5999                                                    nr_pages);
6000                         }
6001                 }
6002         } else {
6003                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
6004                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
6005
6006                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
6007                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
6008                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
6009                 }
6010
6011                 if (folio_mapped(folio)) {
6012                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
6013                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
6014                 }
6015
6016                 if (folio_test_dirty(folio)) {
6017                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
6018
6019                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
6020                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
6021                                                    -nr_pages);
6022                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
6023                                                    nr_pages);
6024                         }
6025                 }
6026         }
6027
6028 #ifdef CONFIG_SWAP
6029         if (folio_test_swapcache(folio)) {
6030                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SWAPCACHE, -nr_pages);
6031                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SWAPCACHE, nr_pages);
6032         }
6033 #endif
6034         if (folio_test_writeback(folio)) {
6035                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
6036                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
6037         }
6038
6039         /*
6040          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
6041          *
6042          * It is safe to change page's memcg here because the page
6043          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
6044          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
6045          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
6046          *
6047          * Note that folio_memcg_lock is a memcg lock, not a page lock,
6048          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
6049          * new memcg that isn't locked, the above state can change
6050          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
6051          */
6052         smp_mb();
6053
6054         css_get(&to->css);
6055         css_put(&from->css);
6056
6057         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
6058
6059         __folio_memcg_unlock(from);
6060
6061         ret = 0;
6062         nid = folio_nid(folio);
6063
6064         local_irq_disable();
6065         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
6066         memcg_check_events(to, nid);
6067         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
6068         memcg_check_events(from, nid);
6069         local_irq_enable();
6070 out:
6071         return ret;
6072 }
6073
6074 /**
6075  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6076  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6077  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6078  * @ptent: the pte to be checked
6079  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6080  *
6081  * Context: Called with pte lock held.
6082  * Return:
6083  * * MC_TARGET_NONE - If the pte is not a target for move charge.
6084  * * MC_TARGET_PAGE - If the page corresponding to this pte is a target for
6085  *   move charge. If @target is not NULL, the page is stored in target->page
6086  *   with extra refcnt taken (Caller should release it).
6087  * * MC_TARGET_SWAP - If the swap entry corresponding to this pte is a
6088  *   target for charge migration.  If @target is not NULL, the entry is
6089  *   stored in target->ent.
6090  * * MC_TARGET_DEVICE - Like MC_TARGET_PAGE but page is device memory and
6091  *   thus not on the lru.  For now such page is charged like a regular page
6092  *   would be as it is just special memory taking the place of a regular page.
6093  *   See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
6094  */
6095 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6096                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6097 {
6098         struct page *page = NULL;
6099         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6100         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6101
6102         if (pte_present(ptent))
6103                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6104         else if (pte_none_mostly(ptent))
6105                 /*
6106                  * PTE markers should be treated as a none pte here, separated
6107                  * from other swap handling below.
6108                  */
6109                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
6110         else if (is_swap_pte(ptent))
6111                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
6112
6113         if (target && page) {
6114                 if (!trylock_page(page)) {
6115                         put_page(page);
6116                         return ret;
6117                 }
6118                 /*
6119                  * page_mapped() must be stable during the move. This
6120                  * pte is locked, so if it's present, the page cannot
6121                  * become unmapped. If it isn't, we have only partial
6122                  * control over the mapped state: the page lock will
6123                  * prevent new faults against pagecache and swapcache,
6124                  * so an unmapped page cannot become mapped. However,
6125                  * if the page is already mapped elsewhere, it can
6126                  * unmap, and there is nothing we can do about it.
6127                  * Alas, skip moving the page in this case.
6128                  */
6129                 if (!pte_present(ptent) && page_mapped(page)) {
6130                         unlock_page(page);
6131                         put_page(page);
6132                         return ret;
6133                 }
6134         }
6135
6136         if (!page && !ent.val)
6137                 return ret;
6138         if (page) {
6139                 /*
6140                  * Do only loose check w/o serialization.
6141                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
6142                  * not under LRU exclusion.
6143                  */
6144                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
6145                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6146                         if (is_device_private_page(page) ||
6147                             is_device_coherent_page(page))
6148                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
6149                         if (target)
6150                                 target->page = page;
6151                 }
6152                 if (!ret || !target) {
6153                         if (target)
6154                                 unlock_page(page);
6155                         put_page(page);
6156                 }
6157         }
6158         /*
6159          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
6160          * But we cannot move a tail-page in a THP.
6161          */
6162         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
6163             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6164                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6165                 if (target)
6166                         target->ent = ent;
6167         }
6168         return ret;
6169 }
6170
6171 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6172 /*
6173  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
6174  * not support them for now.
6175  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6176  */
6177 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6178                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6179 {
6180         struct page *page = NULL;
6181         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6182
6183         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
6184                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
6185                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
6186                 return ret;
6187         }
6188         page = pmd_page(pmd);
6189         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6190         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
6191                 return ret;
6192         if (page_memcg(page) == mc.from) {
6193                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6194                 if (target) {
6195                         get_page(page);
6196                         if (!trylock_page(page)) {
6197                                 put_page(page);
6198                                 return MC_TARGET_NONE;
6199                         }
6200                         target->page = page;
6201                 }
6202         }
6203         return ret;
6204 }
6205 #else
6206 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6207                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6208 {
6209         return MC_TARGET_NONE;
6210 }
6211 #endif
6212
6213 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6214                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6215                                         struct mm_walk *walk)
6216 {
6217         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6218         pte_t *pte;
6219         spinlock_t *ptl;
6220
6221         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6222         if (ptl) {
6223                 /*
6224                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
6225                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
6226                  * this might change.
6227                  */
6228                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6229                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6230                 spin_unlock(ptl);
6231                 return 0;
6232         }
6233
6234         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6235         if (!pte)
6236                 return 0;
6237         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6238                 if (get_mctgt_type(vma, addr, ptep_get(pte), NULL))
6239                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6240         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6241         cond_resched();
6242
6243         return 0;
6244 }
6245
6246 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
6247         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6248         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6249 };
6250
6251 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6252 {
6253         unsigned long precharge;
6254
6255         mmap_read_lock(mm);
6256         walk_page_range(mm, 0, ULONG_MAX, &precharge_walk_ops, NULL);
6257         mmap_read_unlock(mm);
6258
6259         precharge = mc.precharge;
6260         mc.precharge = 0;
6261
6262         return precharge;
6263 }
6264
6265 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6266 {
6267         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6268
6269         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6270         mc.moving_task = current;
6271         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6272 }
6273
6274 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6275 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6276 {
6277         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6278         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6279
6280         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6281         if (mc.precharge) {
6282                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6283                 mc.precharge = 0;
6284         }
6285         /*
6286          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6287          * we must uncharge here.
6288          */
6289         if (mc.moved_charge) {
6290                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6291                 mc.moved_charge = 0;
6292         }
6293         /* we must fixup refcnts and charges */
6294         if (mc.moved_swap) {
6295                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6296                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6297                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
6298
6299                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
6300
6301                 /*
6302                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
6303                  * should uncharge to->memory.
6304                  */
6305                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
6306                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
6307
6308                 mc.moved_swap = 0;
6309         }
6310         memcg_oom_recover(from);
6311         memcg_oom_recover(to);
6312         wake_up_all(&mc.waitq);
6313 }
6314
6315 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6316 {
6317         struct mm_struct *mm = mc.mm;
6318
6319         /*
6320          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6321          * task migration.
6322          */
6323         mc.moving_task = NULL;
6324         __mem_cgroup_clear_mc();
6325         spin_lock(&mc.lock);
6326         mc.from = NULL;
6327         mc.to = NULL;
6328         mc.mm = NULL;
6329         spin_unlock(&mc.lock);
6330
6331         mmput(mm);
6332 }
6333
6334 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6335 {
6336         struct cgroup_subsys_state *css;
6337         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6338         struct mem_cgroup *from;
6339         struct task_struct *leader, *p;
6340         struct mm_struct *mm;
6341         unsigned long move_flags;
6342         int ret = 0;
6343
6344         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6345         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6346                 return 0;
6347
6348         /*
6349          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6350          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6351          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6352          * multiple.
6353          */
6354         p = NULL;
6355         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6356                 WARN_ON_ONCE(p);
6357                 p = leader;
6358                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6359         }
6360         if (!p)
6361                 return 0;
6362
6363         /*
6364          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
6365          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6366          * So we need to save it, and keep it going.
6367          */
6368         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6369         if (!move_flags)
6370                 return 0;
6371
6372         from = mem_cgroup_from_task(p);
6373
6374         VM_BUG_ON(from == memcg);
6375
6376         mm = get_task_mm(p);
6377         if (!mm)
6378                 return 0;
6379         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6380         if (mm->owner == p) {
6381                 VM_BUG_ON(mc.from);
6382                 VM_BUG_ON(mc.to);
6383                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6384                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6385                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6386
6387                 spin_lock(&mc.lock);
6388                 mc.mm = mm;
6389                 mc.from = from;
6390                 mc.to = memcg;
6391                 mc.flags = move_flags;
6392                 spin_unlock(&mc.lock);
6393                 /* We set mc.moving_task later */
6394
6395                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6396                 if (ret)
6397                         mem_cgroup_clear_mc();
6398         } else {
6399                 mmput(mm);
6400         }
6401         return ret;
6402 }
6403
6404 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6405 {
6406         if (mc.to)
6407                 mem_cgroup_clear_mc();
6408 }
6409
6410 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6411                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6412                                 struct mm_walk *walk)
6413 {
6414         int ret = 0;
6415         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6416         pte_t *pte;
6417         spinlock_t *ptl;
6418         enum mc_target_type target_type;
6419         union mc_target target;
6420         struct page *page;
6421
6422         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6423         if (ptl) {
6424                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6425                         spin_unlock(ptl);
6426                         return 0;
6427                 }
6428                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6429                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6430                         page = target.page;
6431                         if (isolate_lru_page(page)) {
6432                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6433                                                              mc.from, mc.to)) {
6434                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6435                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6436                                 }
6437                                 putback_lru_page(page);
6438                         }
6439                         unlock_page(page);
6440                         put_page(page);
6441                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6442                         page = target.page;
6443                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6444                                                      mc.from, mc.to)) {
6445                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6446                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6447                         }
6448                         unlock_page(page);
6449                         put_page(page);
6450                 }
6451                 spin_unlock(ptl);
6452                 return 0;
6453         }
6454
6455 retry:
6456         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6457         if (!pte)
6458                 return 0;
6459         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6460                 pte_t ptent = ptep_get(pte++);
6461                 bool device = false;
6462                 swp_entry_t ent;
6463
6464                 if (!mc.precharge)
6465                         break;
6466
6467                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6468                 case MC_TARGET_DEVICE:
6469                         device = true;
6470                         fallthrough;
6471                 case MC_TARGET_PAGE:
6472                         page = target.page;
6473                         /*
6474                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6475                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6476                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6477                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6478                          */
6479                         if (PageTransCompound(page))
6480                                 goto put;
6481                         if (!device && !isolate_lru_page(page))
6482                                 goto put;
6483                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6484                                                 mc.from, mc.to)) {
6485                                 mc.precharge--;
6486                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6487                                 mc.moved_charge++;
6488                         }
6489                         if (!device)
6490                                 putback_lru_page(page);
6491 put:                    /* get_mctgt_type() gets & locks the page */
6492                         unlock_page(page);
6493                         put_page(page);
6494                         break;
6495                 case MC_TARGET_SWAP:
6496                         ent = target.ent;
6497                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6498                                 mc.precharge--;
6499                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6500                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6501                                 mc.moved_swap++;
6502                         }
6503                         break;
6504                 default:
6505                         break;
6506                 }
6507         }
6508         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6509         cond_resched();
6510
6511         if (addr != end) {
6512                 /*
6513                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6514                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6515                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6516                  * phase.
6517                  */
6518                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6519                 if (!ret)
6520                         goto retry;
6521         }
6522
6523         return ret;
6524 }
6525
6526 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6527         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6528         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6529 };
6530
6531 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6532 {
6533         lru_add_drain_all();
6534         /*
6535          * Signal folio_memcg_lock() to take the memcg's move_lock
6536          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6537          * for already started RCU-only updates to finish.
6538          */
6539         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6540         synchronize_rcu();
6541 retry:
6542         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6543                 /*
6544                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6545                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6546                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6547                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6548                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6549                  */
6550                 __mem_cgroup_clear_mc();
6551                 cond_resched();
6552                 goto retry;
6553         }
6554         /*
6555          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6556          * additional charge, the page walk just aborts.
6557          */
6558         walk_page_range(mc.mm, 0, ULONG_MAX, &charge_walk_ops, NULL);
6559         mmap_read_unlock(mc.mm);
6560         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6561 }
6562
6563 static void mem_cgroup_move_task(void)
6564 {
6565         if (mc.to) {
6566                 mem_cgroup_move_charge();
6567                 mem_cgroup_clear_mc();
6568         }
6569 }
6570
6571 #else   /* !CONFIG_MMU */
6572 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6573 {
6574         return 0;
6575 }
6576 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6577 {
6578 }
6579 static void mem_cgroup_move_task(void)
6580 {
6581 }
6582 #endif
6583
6584 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6585 static void mem_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6586 {
6587         /*
6588          * Set the update flag to cause task->objcg to be initialized lazily
6589          * on the first allocation. It can be done without any synchronization
6590          * because it's always performed on the current task, so does
6591          * current_objcg_update().
6592          */
6593         task->objcg = (struct obj_cgroup *)CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG;
6594 }
6595
6596 static void mem_cgroup_exit(struct task_struct *task)
6597 {
6598         struct obj_cgroup *objcg = task->objcg;
6599
6600         objcg = (struct obj_cgroup *)
6601                 ((unsigned long)objcg & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
6602         if (objcg)
6603                 obj_cgroup_put(objcg);
6604
6605         /*
6606          * Some kernel allocations can happen after this point,
6607          * but let's ignore them. It can be done without any synchronization
6608          * because it's always performed on the current task, so does
6609          * current_objcg_update().
6610          */
6611         task->objcg = NULL;
6612 }
6613 #endif
6614
6615 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
6616 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6617 {
6618         struct task_struct *task;
6619         struct cgroup_subsys_state *css;
6620
6621         /* find the first leader if there is any */
6622         cgroup_taskset_for_each_leader(task, css, tset)
6623                 break;
6624
6625         if (!task)
6626                 return;
6627
6628         task_lock(task);
6629         if (task->mm && READ_ONCE(task->mm->owner) == task)
6630                 lru_gen_migrate_mm(task->mm);
6631         task_unlock(task);
6632 }
6633 #else
6634 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6635 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
6636
6637 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6638 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6639 {
6640         struct task_struct *task;
6641         struct cgroup_subsys_state *css;
6642
6643         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6644                 /* atomically set the update bit */
6645                 set_bit(CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT, (unsigned long *)&task->objcg);
6646         }
6647 }
6648 #else
6649 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6650 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
6651
6652 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
6653 static void mem_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6654 {
6655         mem_cgroup_lru_gen_attach(tset);
6656         mem_cgroup_kmem_attach(tset);
6657 }
6658 #endif
6659
6660 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6661 {
6662         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6663                 seq_puts(m, "max\n");
6664         else
6665                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6666
6667         return 0;
6668 }
6669
6670 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6671                                struct cftype *cft)
6672 {
6673         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6674
6675         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6676 }
6677
6678 static u64 memory_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6679                             struct cftype *cft)
6680 {
6681         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6682
6683         return (u64)memcg->memory.watermark * PAGE_SIZE;
6684 }
6685
6686 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6687 {
6688         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6689                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6690 }
6691
6692 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6693                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6694 {
6695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6696         unsigned long min;
6697         int err;
6698
6699         buf = strstrip(buf);
6700         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6701         if (err)
6702                 return err;
6703
6704         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6705
6706         return nbytes;
6707 }
6708
6709 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6710 {
6711         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6712                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6713 }
6714
6715 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6716                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6717 {
6718         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6719         unsigned long low;
6720         int err;
6721
6722         buf = strstrip(buf);
6723         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6724         if (err)
6725                 return err;
6726
6727         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6728
6729         return nbytes;
6730 }
6731
6732 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6733 {
6734         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6735                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6736 }
6737
6738 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6739                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6740 {
6741         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6742         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6743         bool drained = false;
6744         unsigned long high;
6745         int err;
6746
6747         buf = strstrip(buf);
6748         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6749         if (err)
6750                 return err;
6751
6752         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6753
6754         for (;;) {
6755                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6756                 unsigned long reclaimed;
6757
6758                 if (nr_pages <= high)
6759                         break;
6760
6761                 if (signal_pending(current))
6762                         break;
6763
6764                 if (!drained) {
6765                         drain_all_stock(memcg);
6766                         drained = true;
6767                         continue;
6768                 }
6769
6770                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6771                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
6772
6773                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6774                         break;
6775         }
6776
6777         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6778         return nbytes;
6779 }
6780
6781 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6782 {
6783         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6784                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6785 }
6786
6787 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6788                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6789 {
6790         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6791         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6792         bool drained = false;
6793         unsigned long max;
6794         int err;
6795
6796         buf = strstrip(buf);
6797         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6798         if (err)
6799                 return err;
6800
6801         xchg(&memcg->memory.max, max);
6802
6803         for (;;) {
6804                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6805
6806                 if (nr_pages <= max)
6807                         break;
6808
6809                 if (signal_pending(current))
6810                         break;
6811
6812                 if (!drained) {
6813                         drain_all_stock(memcg);
6814                         drained = true;
6815                         continue;
6816                 }
6817
6818                 if (nr_reclaims) {
6819                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6820                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
6821                                 nr_reclaims--;
6822                         continue;
6823                 }
6824
6825                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6826                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6827                         break;
6828         }
6829
6830         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6831         return nbytes;
6832 }
6833
6834 /*
6835  * Note: don't forget to update the 'samples/cgroup/memcg_event_listener'
6836  * if any new events become available.
6837  */
6838 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6839 {
6840         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6841         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6842         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6843         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6844         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6845                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6846         seq_printf(m, "oom_group_kill %lu\n",
6847                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_GROUP_KILL]));
6848 }
6849
6850 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6851 {
6852         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6853
6854         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6855         return 0;
6856 }
6857
6858 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6859 {
6860         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6861
6862         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6863         return 0;
6864 }
6865
6866 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6867 {
6868         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6869         char *buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
6870         struct seq_buf s;
6871
6872         if (!buf)
6873                 return -ENOMEM;
6874         seq_buf_init(&s, buf, PAGE_SIZE);
6875         memory_stat_format(memcg, &s);
6876         seq_puts(m, buf);
6877         kfree(buf);
6878         return 0;
6879 }
6880
6881 #ifdef CONFIG_NUMA
6882 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6883                                                      int item)
6884 {
6885         return lruvec_page_state(lruvec, item) *
6886                 memcg_page_state_output_unit(item);
6887 }
6888
6889 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6890 {
6891         int i;
6892         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6893
6894         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
6895
6896         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6897                 int nid;
6898
6899                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6900                         continue;
6901
6902                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6903                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6904                         u64 size;
6905                         struct lruvec *lruvec;
6906
6907                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6908                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6909                                                         memory_stats[i].idx);
6910                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6911                 }
6912                 seq_putc(m, '\n');
6913         }
6914
6915         return 0;
6916 }
6917 #endif
6918
6919 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6920 {
6921         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6922
6923         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->oom_group));
6924
6925         return 0;
6926 }
6927
6928 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6929                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6930 {
6931         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6932         int ret, oom_group;
6933
6934         buf = strstrip(buf);
6935         if (!buf)
6936                 return -EINVAL;
6937
6938         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6939         if (ret)
6940                 return ret;
6941
6942         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6943                 return -EINVAL;
6944
6945         WRITE_ONCE(memcg->oom_group, oom_group);
6946
6947         return nbytes;
6948 }
6949
6950 static ssize_t memory_reclaim(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
6951                               size_t nbytes, loff_t off)
6952 {
6953         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6954         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6955         unsigned long nr_to_reclaim, nr_reclaimed = 0;
6956         unsigned int reclaim_options;
6957         int err;
6958
6959         buf = strstrip(buf);
6960         err = page_counter_memparse(buf, "", &nr_to_reclaim);
6961         if (err)
6962                 return err;
6963
6964         reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP | MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE;
6965         while (nr_reclaimed < nr_to_reclaim) {
6966                 unsigned long reclaimed;
6967
6968                 if (signal_pending(current))
6969                         return -EINTR;
6970
6971                 /*
6972                  * This is the final attempt, drain percpu lru caches in the
6973                  * hope of introducing more evictable pages for
6974                  * try_to_free_mem_cgroup_pages().
6975                  */
6976                 if (!nr_retries)
6977                         lru_add_drain_all();
6978
6979                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg,
6980                                         min(nr_to_reclaim - nr_reclaimed, SWAP_CLUSTER_MAX),
6981                                         GFP_KERNEL, reclaim_options);
6982
6983                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6984                         return -EAGAIN;
6985
6986                 nr_reclaimed += reclaimed;
6987         }
6988
6989         return nbytes;
6990 }
6991
6992 static struct cftype memory_files[] = {
6993         {
6994                 .name = "current",
6995                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
6996                 .read_u64 = memory_current_read,
6997         },
6998         {
6999                 .name = "peak",
7000                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7001                 .read_u64 = memory_peak_read,
7002         },
7003         {
7004                 .name = "min",
7005                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7006                 .seq_show = memory_min_show,
7007                 .write = memory_min_write,
7008         },
7009         {
7010                 .name = "low",
7011                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7012                 .seq_show = memory_low_show,
7013                 .write = memory_low_write,
7014         },
7015         {
7016                 .name = "high",
7017                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7018                 .seq_show = memory_high_show,
7019                 .write = memory_high_write,
7020         },
7021         {
7022                 .name = "max",
7023                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7024                 .seq_show = memory_max_show,
7025                 .write = memory_max_write,
7026         },
7027         {
7028                 .name = "events",
7029                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7030                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
7031                 .seq_show = memory_events_show,
7032         },
7033         {
7034                 .name = "events.local",
7035                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7036                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
7037                 .seq_show = memory_events_local_show,
7038         },
7039         {
7040                 .name = "stat",
7041                 .seq_show = memory_stat_show,
7042         },
7043 #ifdef CONFIG_NUMA
7044         {
7045                 .name = "numa_stat",
7046                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
7047         },
7048 #endif
7049         {
7050                 .name = "oom.group",
7051                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7052                 .seq_show = memory_oom_group_show,
7053                 .write = memory_oom_group_write,
7054         },
7055         {
7056                 .name = "reclaim",
7057                 .flags = CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7058                 .write = memory_reclaim,
7059         },
7060         { }     /* terminate */
7061 };
7062
7063 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7064         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7065         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7066         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7067         .css_released = mem_cgroup_css_released,
7068         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7069         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7070         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
7071         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7072 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
7073         .attach = mem_cgroup_attach,
7074 #endif
7075         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7076         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
7077 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7078         .fork = mem_cgroup_fork,
7079         .exit = mem_cgroup_exit,
7080 #endif
7081         .dfl_cftypes = memory_files,
7082         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
7083         .early_init = 0,
7084 };
7085
7086 /*
7087  * This function calculates an individual cgroup's effective
7088  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
7089  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
7090  * distribution in the tree.
7091  *
7092  * The following rules apply to the effective protection values:
7093  *
7094  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
7095  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
7096  *
7097  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
7098  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
7099  *    parent's effective protection.
7100  *
7101  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
7102  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
7103  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
7104  *    distributed to the children in proportion to how much protection
7105  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
7106  *
7107  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
7108  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
7109  *    the unused remainder is available to its siblings.
7110  *
7111  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
7112  *    given level, the distribution of the larger parental protection
7113  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
7114  *    is capped to its own memory.min/low setting.
7115  *
7116  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
7117  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
7118  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
7119  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
7120  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
7121  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
7122  *    the shared parental protection budget, but it protects the
7123  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
7124  *
7125  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
7126  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
7127  * neighboring subtrees.
7128  */
7129 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
7130                                           unsigned long parent_usage,
7131                                           unsigned long setting,
7132                                           unsigned long parent_effective,
7133                                           unsigned long siblings_protected)
7134 {
7135         unsigned long protected;
7136         unsigned long ep;
7137
7138         protected = min(usage, setting);
7139         /*
7140          * If all cgroups at this level combined claim and use more
7141          * protection than what the parent affords them, distribute
7142          * shares in proportion to utilization.
7143          *
7144          * We are using actual utilization rather than the statically
7145          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
7146          * but unused protection is available to siblings that would
7147          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
7148          */
7149         if (siblings_protected > parent_effective)
7150                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
7151
7152         /*
7153          * Ok, utilized protection of all children is within what the
7154          * parent affords them, so we know whatever this child claims
7155          * and utilizes is effectively protected.
7156          *
7157          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
7158          * will apply pressure in proportion to that amount.
7159          *
7160          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
7161          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
7162          * protection than what the group could enjoy in theory. This
7163          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
7164          * protection is always dependent on how memory is actually
7165          * consumed among the siblings anyway.
7166          */
7167         ep = protected;
7168
7169         /*
7170          * If the children aren't claiming (all of) the protection
7171          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
7172          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
7173          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
7174          * other compete freely over the allowance, but they are
7175          * collectively protected from neighboring trees.
7176          *
7177          * We're using unprotected memory for the weight so that if
7178          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
7179          * the same bytes twice.
7180          *
7181          * Check both usage and parent_usage against the respective
7182          * protected values. One should imply the other, but they
7183          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
7184          */
7185         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
7186                 return ep;
7187         if (parent_effective > siblings_protected &&
7188             parent_usage > siblings_protected &&
7189             usage > protected) {
7190                 unsigned long unclaimed;
7191
7192                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
7193                 unclaimed *= usage - protected;
7194                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
7195
7196                 ep += unclaimed;
7197         }
7198
7199         return ep;
7200 }
7201
7202 /**
7203  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
7204  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
7205  * @memcg: the memory cgroup to check
7206  *
7207  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
7208  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
7209  */
7210 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
7211                                      struct mem_cgroup *memcg)
7212 {
7213         unsigned long usage, parent_usage;
7214         struct mem_cgroup *parent;
7215
7216         if (mem_cgroup_disabled())
7217                 return;
7218
7219         if (!root)
7220                 root = root_mem_cgroup;
7221
7222         /*
7223          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
7224          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
7225          * details.
7226          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
7227          * that special casing.
7228          */
7229         if (memcg == root)
7230                 return;
7231
7232         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
7233         if (!usage)
7234                 return;
7235
7236         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
7237
7238         if (parent == root) {
7239                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
7240                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
7241                 return;
7242         }
7243
7244         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
7245
7246         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
7247                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
7248                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
7249                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
7250
7251         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
7252                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
7253                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
7254                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
7255 }
7256
7257 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
7258                         gfp_t gfp)
7259 {
7260         int ret;
7261
7262         ret = try_charge(memcg, gfp, folio_nr_pages(folio));
7263         if (ret)
7264                 goto out;
7265
7266         mem_cgroup_commit_charge(folio, memcg);
7267 out:
7268         return ret;
7269 }
7270
7271 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
7272 {
7273         struct mem_cgroup *memcg;
7274         int ret;
7275
7276         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7277         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7278         css_put(&memcg->css);
7279
7280         return ret;
7281 }
7282
7283 /**
7284  * mem_cgroup_hugetlb_try_charge - try to charge the memcg for a hugetlb folio
7285  * @memcg: memcg to charge.
7286  * @gfp: reclaim mode.
7287  * @nr_pages: number of pages to charge.
7288  *
7289  * This function is called when allocating a huge page folio to determine if
7290  * the memcg has the capacity for it. It does not commit the charge yet,
7291  * as the hugetlb folio itself has not been obtained from the hugetlb pool.
7292  *
7293  * Once we have obtained the hugetlb folio, we can call
7294  * mem_cgroup_commit_charge() to commit the charge. If we fail to obtain the
7295  * folio, we should instead call mem_cgroup_cancel_charge() to undo the effect
7296  * of try_charge().
7297  *
7298  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7299  */
7300 int mem_cgroup_hugetlb_try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
7301                         long nr_pages)
7302 {
7303         /*
7304          * If hugetlb memcg charging is not enabled, do not fail hugetlb allocation,
7305          * but do not attempt to commit charge later (or cancel on error) either.
7306          */
7307         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg ||
7308                 !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) ||
7309                 !(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_HUGETLB_ACCOUNTING))
7310                 return -EOPNOTSUPP;
7311
7312         if (try_charge(memcg, gfp, nr_pages))
7313                 return -ENOMEM;
7314
7315         return 0;
7316 }
7317
7318 /**
7319  * mem_cgroup_swapin_charge_folio - Charge a newly allocated folio for swapin.
7320  * @folio: folio to charge.
7321  * @mm: mm context of the victim
7322  * @gfp: reclaim mode
7323  * @entry: swap entry for which the folio is allocated
7324  *
7325  * This function charges a folio allocated for swapin. Please call this before
7326  * adding the folio to the swapcache.
7327  *
7328  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7329  */
7330 int mem_cgroup_swapin_charge_folio(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
7331                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
7332 {
7333         struct mem_cgroup *memcg;
7334         unsigned short id;
7335         int ret;
7336
7337         if (mem_cgroup_disabled())
7338                 return 0;
7339
7340         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
7341         rcu_read_lock();
7342         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7343         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
7344                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7345         rcu_read_unlock();
7346
7347         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7348
7349         css_put(&memcg->css);
7350         return ret;
7351 }
7352
7353 /*
7354  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
7355  * @entry: swap entry for which the page is charged
7356  *
7357  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
7358  *
7359  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
7360  * is order 0 page.
7361  */
7362 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
7363 {
7364         /*
7365          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
7366          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
7367          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
7368          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
7369          * the entire time.
7370          *
7371          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
7372          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
7373          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
7374          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
7375          */
7376         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
7377                 /*
7378                  * The swap entry might not get freed for a long time,
7379                  * let's not wait for it.  The page already received a
7380                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
7381                  */
7382                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
7383         }
7384 }
7385
7386 struct uncharge_gather {
7387         struct mem_cgroup *memcg;
7388         unsigned long nr_memory;
7389         unsigned long pgpgout;
7390         unsigned long nr_kmem;
7391         int nid;
7392 };
7393
7394 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
7395 {
7396         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
7397 }
7398
7399 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
7400 {
7401         unsigned long flags;
7402
7403         if (ug->nr_memory) {
7404                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
7405                 if (do_memsw_account())
7406                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
7407                 if (ug->nr_kmem)
7408                         memcg_account_kmem(ug->memcg, -ug->nr_kmem);
7409                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
7410         }
7411
7412         local_irq_save(flags);
7413         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
7414         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
7415         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
7416         local_irq_restore(flags);
7417
7418         /* drop reference from uncharge_folio */
7419         css_put(&ug->memcg->css);
7420 }
7421
7422 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
7423 {
7424         long nr_pages;
7425         struct mem_cgroup *memcg;
7426         struct obj_cgroup *objcg;
7427
7428         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7429
7430         /*
7431          * Nobody should be changing or seriously looking at
7432          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
7433          * exclusive access to the folio.
7434          */
7435         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7436                 objcg = __folio_objcg(folio);
7437                 /*
7438                  * This get matches the put at the end of the function and
7439                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
7440                  */
7441                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
7442         } else {
7443                 memcg = __folio_memcg(folio);
7444         }
7445
7446         if (!memcg)
7447                 return;
7448
7449         if (ug->memcg != memcg) {
7450                 if (ug->memcg) {
7451                         uncharge_batch(ug);
7452                         uncharge_gather_clear(ug);
7453                 }
7454                 ug->memcg = memcg;
7455                 ug->nid = folio_nid(folio);
7456
7457                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
7458                 css_get(&memcg->css);
7459         }
7460
7461         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7462
7463         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7464                 ug->nr_memory += nr_pages;
7465                 ug->nr_kmem += nr_pages;
7466
7467                 folio->memcg_data = 0;
7468                 obj_cgroup_put(objcg);
7469         } else {
7470                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
7471                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7472                         ug->nr_memory += nr_pages;
7473                 ug->pgpgout++;
7474
7475                 folio->memcg_data = 0;
7476         }
7477
7478         css_put(&memcg->css);
7479 }
7480
7481 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
7482 {
7483         struct uncharge_gather ug;
7484
7485         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
7486         if (!folio_memcg(folio))
7487                 return;
7488
7489         uncharge_gather_clear(&ug);
7490         uncharge_folio(folio, &ug);
7491         uncharge_batch(&ug);
7492 }
7493
7494 /**
7495  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
7496  * @page_list: list of pages to uncharge
7497  *
7498  * Uncharge a list of pages previously charged with
7499  * __mem_cgroup_charge().
7500  */
7501 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
7502 {
7503         struct uncharge_gather ug;
7504         struct folio *folio;
7505
7506         uncharge_gather_clear(&ug);
7507         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
7508                 uncharge_folio(folio, &ug);
7509         if (ug.memcg)
7510                 uncharge_batch(&ug);
7511 }
7512
7513 /**
7514  * mem_cgroup_replace_folio - Charge a folio's replacement.
7515  * @old: Currently circulating folio.
7516  * @new: Replacement folio.
7517  *
7518  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
7519  * be uncharged upon free. This is only used by the page cache
7520  * (in replace_page_cache_folio()).
7521  *
7522  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7523  */
7524 void mem_cgroup_replace_folio(struct folio *old, struct folio *new)
7525 {
7526         struct mem_cgroup *memcg;
7527         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
7528         unsigned long flags;
7529
7530         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7531         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7532         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7533         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
7534
7535         if (mem_cgroup_disabled())
7536                 return;
7537
7538         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
7539         if (folio_memcg(new))
7540                 return;
7541
7542         memcg = folio_memcg(old);
7543         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
7544         if (!memcg)
7545                 return;
7546
7547         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7548         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7549                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7550                 if (do_memsw_account())
7551                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7552         }
7553
7554         css_get(&memcg->css);
7555         commit_charge(new, memcg);
7556
7557         local_irq_save(flags);
7558         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
7559         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
7560         local_irq_restore(flags);
7561 }
7562
7563 /**
7564  * mem_cgroup_migrate - Transfer the memcg data from the old to the new folio.
7565  * @old: Currently circulating folio.
7566  * @new: Replacement folio.
7567  *
7568  * Transfer the memcg data from the old folio to the new folio for migration.
7569  * The old folio's data info will be cleared. Note that the memory counters
7570  * will remain unchanged throughout the process.
7571  *
7572  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7573  */
7574 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
7575 {
7576         struct mem_cgroup *memcg;
7577
7578         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7579         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7580         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7581         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != folio_nr_pages(new), new);
7582
7583         if (mem_cgroup_disabled())
7584                 return;
7585
7586         memcg = folio_memcg(old);
7587         /*
7588          * Note that it is normal to see !memcg for a hugetlb folio.
7589          * For e.g, itt could have been allocated when memory_hugetlb_accounting
7590          * was not selected.
7591          */
7592         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!folio_test_hugetlb(old) && !memcg, old);
7593         if (!memcg)
7594                 return;
7595
7596         /* Transfer the charge and the css ref */
7597         commit_charge(new, memcg);
7598         /*
7599          * If the old folio is a large folio and is in the split queue, it needs
7600          * to be removed from the split queue now, in case getting an incorrect
7601          * split queue in destroy_large_folio() after the memcg of the old folio
7602          * is cleared.
7603          *
7604          * In addition, the old folio is about to be freed after migration, so
7605          * removing from the split queue a bit earlier seems reasonable.
7606          */
7607         if (folio_test_large(old) && folio_test_large_rmappable(old))
7608                 folio_undo_large_rmappable(old);
7609         old->memcg_data = 0;
7610 }
7611
7612 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7613 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7614
7615 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7616 {
7617         struct mem_cgroup *memcg;
7618
7619         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7620                 return;
7621
7622         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7623         if (!in_task())
7624                 return;
7625
7626         rcu_read_lock();
7627         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7628         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
7629                 goto out;
7630         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7631                 goto out;
7632         if (css_tryget(&memcg->css))
7633                 sk->sk_memcg = memcg;
7634 out:
7635         rcu_read_unlock();
7636 }
7637
7638 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7639 {
7640         if (sk->sk_memcg)
7641                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7642 }
7643
7644 /**
7645  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7646  * @memcg: memcg to charge
7647  * @nr_pages: number of pages to charge
7648  * @gfp_mask: reclaim mode
7649  *
7650  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7651  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7652  */
7653 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7654                              gfp_t gfp_mask)
7655 {
7656         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7657                 struct page_counter *fail;
7658
7659                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7660                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7661                         return true;
7662                 }
7663                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7664                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7665                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7666                         return true;
7667                 }
7668                 return false;
7669         }
7670
7671         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7672                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7673                 return true;
7674         }
7675
7676         return false;
7677 }
7678
7679 /**
7680  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7681  * @memcg: memcg to uncharge
7682  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7683  */
7684 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7685 {
7686         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7687                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7688                 return;
7689         }
7690
7691         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7692
7693         refill_stock(memcg, nr_pages);
7694 }
7695
7696 static int __init cgroup_memory(char *s)
7697 {
7698         char *token;
7699
7700         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7701                 if (!*token)
7702                         continue;
7703                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7704                         cgroup_memory_nosocket = true;
7705                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7706                         cgroup_memory_nokmem = true;
7707                 if (!strcmp(token, "nobpf"))
7708                         cgroup_memory_nobpf = true;
7709         }
7710         return 1;
7711 }
7712 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7713
7714 /*
7715  * subsys_initcall() for memory controller.
7716  *
7717  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7718  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7719  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7720  * should be initialized from here.
7721  */
7722 static int __init mem_cgroup_init(void)
7723 {
7724         int cpu, node;
7725
7726         /*
7727          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7728          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7729          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7730          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7731          */
7732         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7733
7734         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7735                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7736
7737         for_each_possible_cpu(cpu)
7738                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7739                           drain_local_stock);
7740
7741         for_each_node(node) {
7742                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7743
7744                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, node);
7745
7746                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7747                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7748                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7749                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7750         }
7751
7752         return 0;
7753 }
7754 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7755
7756 #ifdef CONFIG_SWAP
7757 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7758 {
7759         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7760                 /*
7761                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7762                  * always be >= 1.
7763                  */
7764                 if (WARN_ON_ONCE(mem_cgroup_is_root(memcg))) {
7765                         VM_BUG_ON(1);
7766                         break;
7767                 }
7768                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7769                 if (!memcg)
7770                         memcg = root_mem_cgroup;
7771         }
7772         return memcg;
7773 }
7774
7775 /**
7776  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7777  * @folio: folio whose memsw charge to transfer
7778  * @entry: swap entry to move the charge to
7779  *
7780  * Transfer the memsw charge of @folio to @entry.
7781  */
7782 void mem_cgroup_swapout(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7783 {
7784         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7785         unsigned int nr_entries;
7786         unsigned short oldid;
7787
7788         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7789         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_count(folio), folio);
7790
7791         if (mem_cgroup_disabled())
7792                 return;
7793
7794         if (!do_memsw_account())
7795                 return;
7796
7797         memcg = folio_memcg(folio);
7798
7799         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7800         if (!memcg)
7801                 return;
7802
7803         /*
7804          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7805          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7806          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7807          */
7808         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7809         nr_entries = folio_nr_pages(folio);
7810         /* Get references for the tail pages, too */
7811         if (nr_entries > 1)
7812                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7813         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7814                                    nr_entries);
7815         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7816         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7817
7818         folio->memcg_data = 0;
7819
7820         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7821                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7822
7823         if (memcg != swap_memcg) {
7824                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7825                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7826                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7827         }
7828
7829         /*
7830          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7831          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7832          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7833          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7834          */
7835         memcg_stats_lock();
7836         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7837         memcg_stats_unlock();
7838         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
7839
7840         css_put(&memcg->css);
7841 }
7842
7843 /**
7844  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a folio
7845  * @folio: folio being added to swap
7846  * @entry: swap entry to charge
7847  *
7848  * Try to charge @folio's memcg for the swap space at @entry.
7849  *
7850  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7851  */
7852 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7853 {
7854         unsigned int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7855         struct page_counter *counter;
7856         struct mem_cgroup *memcg;
7857         unsigned short oldid;
7858
7859         if (do_memsw_account())
7860                 return 0;
7861
7862         memcg = folio_memcg(folio);
7863
7864         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7865         if (!memcg)
7866                 return 0;
7867
7868         if (!entry.val) {
7869                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7870                 return 0;
7871         }
7872
7873         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7874
7875         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7876             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7877                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7878                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7879                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7880                 return -ENOMEM;
7881         }
7882
7883         /* Get references for the tail pages, too */
7884         if (nr_pages > 1)
7885                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7886         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7887         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7888         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7889
7890         return 0;
7891 }
7892
7893 /**
7894  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7895  * @entry: swap entry to uncharge
7896  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7897  */
7898 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7899 {
7900         struct mem_cgroup *memcg;
7901         unsigned short id;
7902
7903         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7904         rcu_read_lock();
7905         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7906         if (memcg) {
7907                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7908                         if (do_memsw_account())
7909                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7910                         else
7911                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7912                 }
7913                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7914                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7915         }
7916         rcu_read_unlock();
7917 }
7918
7919 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7920 {
7921         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7922
7923         if (mem_cgroup_disabled() || do_memsw_account())
7924                 return nr_swap_pages;
7925         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7926                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7927                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7928                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7929         return nr_swap_pages;
7930 }
7931
7932 bool mem_cgroup_swap_full(struct folio *folio)
7933 {
7934         struct mem_cgroup *memcg;
7935
7936         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
7937
7938         if (vm_swap_full())
7939                 return true;
7940         if (do_memsw_account())
7941                 return false;
7942
7943         memcg = folio_memcg(folio);
7944         if (!memcg)
7945                 return false;
7946
7947         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7948                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7949
7950                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7951                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7952                         return true;
7953         }
7954
7955         return false;
7956 }
7957
7958 static int __init setup_swap_account(char *s)
7959 {
7960         pr_warn_once("The swapaccount= commandline option is deprecated. "
7961                      "Please report your usecase to [email protected] if you "
7962                      "depend on this functionality.\n");
7963         return 1;
7964 }
7965 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7966
7967 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7968                              struct cftype *cft)
7969 {
7970         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7971
7972         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7973 }
7974
7975 static u64 swap_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7976                           struct cftype *cft)
7977 {
7978         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7979
7980         return (u64)memcg->swap.watermark * PAGE_SIZE;
7981 }
7982
7983 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7984 {
7985         return seq_puts_memcg_tunable(m,
7986                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
7987 }
7988
7989 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
7990                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7991 {
7992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
7993         unsigned long high;
7994         int err;
7995
7996         buf = strstrip(buf);
7997         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
7998         if (err)
7999                 return err;
8000
8001         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
8002
8003         return nbytes;
8004 }
8005
8006 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8007 {
8008         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8009                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
8010 }
8011
8012 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8013                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8014 {
8015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8016         unsigned long max;
8017         int err;
8018
8019         buf = strstrip(buf);
8020         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8021         if (err)
8022                 return err;
8023
8024         xchg(&memcg->swap.max, max);
8025
8026         return nbytes;
8027 }
8028
8029 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
8030 {
8031         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
8032
8033         seq_printf(m, "high %lu\n",
8034                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
8035         seq_printf(m, "max %lu\n",
8036                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
8037         seq_printf(m, "fail %lu\n",
8038                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
8039
8040         return 0;
8041 }
8042
8043 static struct cftype swap_files[] = {
8044         {
8045                 .name = "swap.current",
8046                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8047                 .read_u64 = swap_current_read,
8048         },
8049         {
8050                 .name = "swap.high",
8051                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8052                 .seq_show = swap_high_show,
8053                 .write = swap_high_write,
8054         },
8055         {
8056                 .name = "swap.max",
8057                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8058                 .seq_show = swap_max_show,
8059                 .write = swap_max_write,
8060         },
8061         {
8062                 .name = "swap.peak",
8063                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8064                 .read_u64 = swap_peak_read,
8065         },
8066         {
8067                 .name = "swap.events",
8068                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8069                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
8070                 .seq_show = swap_events_show,
8071         },
8072         { }     /* terminate */
8073 };
8074
8075 static struct cftype memsw_files[] = {
8076         {
8077                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
8078                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
8079                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8080         },
8081         {
8082                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
8083                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
8084                 .write = mem_cgroup_reset,
8085                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8086         },
8087         {
8088                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
8089                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
8090                 .write = mem_cgroup_write,
8091                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8092         },
8093         {
8094                 .name = "memsw.failcnt",
8095                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
8096                 .write = mem_cgroup_reset,
8097                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8098         },
8099         { },    /* terminate */
8100 };
8101
8102 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8103 /**
8104  * obj_cgroup_may_zswap - check if this cgroup can zswap
8105  * @objcg: the object cgroup
8106  *
8107  * Check if the hierarchical zswap limit has been reached.
8108  *
8109  * This doesn't check for specific headroom, and it is not atomic
8110  * either. But with zswap, the size of the allocation is only known
8111  * once compression has occurred, and this optimistic pre-check avoids
8112  * spending cycles on compression when there is already no room left
8113  * or zswap is disabled altogether somewhere in the hierarchy.
8114  */
8115 bool obj_cgroup_may_zswap(struct obj_cgroup *objcg)
8116 {
8117         struct mem_cgroup *memcg, *original_memcg;
8118         bool ret = true;
8119
8120         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8121                 return true;
8122
8123         original_memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
8124         for (memcg = original_memcg; !mem_cgroup_is_root(memcg);
8125              memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
8126                 unsigned long max = READ_ONCE(memcg->zswap_max);
8127                 unsigned long pages;
8128
8129                 if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
8130                         continue;
8131                 if (max == 0) {
8132                         ret = false;
8133                         break;
8134                 }
8135
8136                 /*
8137                  * mem_cgroup_flush_stats() ignores small changes. Use
8138                  * do_flush_stats() directly to get accurate stats for charging.
8139                  */
8140                 do_flush_stats(memcg);
8141                 pages = memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B) / PAGE_SIZE;
8142                 if (pages < max)
8143                         continue;
8144                 ret = false;
8145                 break;
8146         }
8147         mem_cgroup_put(original_memcg);
8148         return ret;
8149 }
8150
8151 /**
8152  * obj_cgroup_charge_zswap - charge compression backend memory
8153  * @objcg: the object cgroup
8154  * @size: size of compressed object
8155  *
8156  * This forces the charge after obj_cgroup_may_zswap() allowed
8157  * compression and storage in zwap for this cgroup to go ahead.
8158  */
8159 void obj_cgroup_charge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8160 {
8161         struct mem_cgroup *memcg;
8162
8163         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8164                 return;
8165
8166         VM_WARN_ON_ONCE(!(current->flags & PF_MEMALLOC));
8167
8168         /* PF_MEMALLOC context, charging must succeed */
8169         if (obj_cgroup_charge(objcg, GFP_KERNEL, size))
8170                 VM_WARN_ON_ONCE(1);
8171
8172         rcu_read_lock();
8173         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8174         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, size);
8175         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, 1);
8176         rcu_read_unlock();
8177 }
8178
8179 /**
8180  * obj_cgroup_uncharge_zswap - uncharge compression backend memory
8181  * @objcg: the object cgroup
8182  * @size: size of compressed object
8183  *
8184  * Uncharges zswap memory on page in.
8185  */
8186 void obj_cgroup_uncharge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8187 {
8188         struct mem_cgroup *memcg;
8189
8190         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8191                 return;
8192
8193         obj_cgroup_uncharge(objcg, size);
8194
8195         rcu_read_lock();
8196         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8197         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, -size);
8198         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, -1);
8199         rcu_read_unlock();
8200 }
8201
8202 bool mem_cgroup_zswap_writeback_enabled(struct mem_cgroup *memcg)
8203 {
8204         /* if zswap is disabled, do not block pages going to the swapping device */
8205         return !is_zswap_enabled() || !memcg || READ_ONCE(memcg->zswap_writeback);
8206 }
8207
8208 static u64 zswap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8209                               struct cftype *cft)
8210 {
8211         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
8212
8213         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
8214         return memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B);
8215 }
8216
8217 static int zswap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8218 {
8219         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8220                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->zswap_max));
8221 }
8222
8223 static ssize_t zswap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8224                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8225 {
8226         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8227         unsigned long max;
8228         int err;
8229
8230         buf = strstrip(buf);
8231         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8232         if (err)
8233                 return err;
8234
8235         xchg(&memcg->zswap_max, max);
8236
8237         return nbytes;
8238 }
8239
8240 static int zswap_writeback_show(struct seq_file *m, void *v)
8241 {
8242         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
8243
8244         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->zswap_writeback));
8245         return 0;
8246 }
8247
8248 static ssize_t zswap_writeback_write(struct kernfs_open_file *of,
8249                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8250 {
8251         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8252         int zswap_writeback;
8253         ssize_t parse_ret = kstrtoint(strstrip(buf), 0, &zswap_writeback);
8254
8255         if (parse_ret)
8256                 return parse_ret;
8257
8258         if (zswap_writeback != 0 && zswap_writeback != 1)
8259                 return -EINVAL;
8260
8261         WRITE_ONCE(memcg->zswap_writeback, zswap_writeback);
8262         return nbytes;
8263 }
8264
8265 static struct cftype zswap_files[] = {
8266         {
8267                 .name = "zswap.current",
8268                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8269                 .read_u64 = zswap_current_read,
8270         },
8271         {
8272                 .name = "zswap.max",
8273                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8274                 .seq_show = zswap_max_show,
8275                 .write = zswap_max_write,
8276         },
8277         {
8278                 .name = "zswap.writeback",
8279                 .seq_show = zswap_writeback_show,
8280                 .write = zswap_writeback_write,
8281         },
8282         { }     /* terminate */
8283 };
8284 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM && CONFIG_ZSWAP */
8285
8286 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
8287 {
8288         if (mem_cgroup_disabled())
8289                 return 0;
8290
8291         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
8292         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
8293 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8294         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, zswap_files));
8295 #endif
8296         return 0;
8297 }
8298 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
8299
8300 #endif /* CONFIG_SWAP */
This page took 0.488813 seconds and 4 git commands to generate.