mm: memcg: optimize parent iteration in memcg_rstat_updated()
[sfrench/cifs-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2 /* memcontrol.c - Memory Controller
3  *
4  * Copyright IBM Corporation, 2007
5  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
6  *
7  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
8  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
9  *
10  * Memory thresholds
11  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
12  * Author: Kirill A. Shutemov
13  *
14  * Kernel Memory Controller
15  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
16  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
17  *
18  * Native page reclaim
19  * Charge lifetime sanitation
20  * Lockless page tracking & accounting
21  * Unified hierarchy configuration model
22  * Copyright (C) 2015 Red Hat, Inc., Johannes Weiner
23  *
24  * Per memcg lru locking
25  * Copyright (C) 2020 Alibaba, Inc, Alex Shi
26  */
27
28 #include <linux/page_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/pagewalk.h>
32 #include <linux/sched/mm.h>
33 #include <linux/shmem_fs.h>
34 #include <linux/hugetlb.h>
35 #include <linux/pagemap.h>
36 #include <linux/vm_event_item.h>
37 #include <linux/smp.h>
38 #include <linux/page-flags.h>
39 #include <linux/backing-dev.h>
40 #include <linux/bit_spinlock.h>
41 #include <linux/rcupdate.h>
42 #include <linux/limits.h>
43 #include <linux/export.h>
44 #include <linux/mutex.h>
45 #include <linux/rbtree.h>
46 #include <linux/slab.h>
47 #include <linux/swap.h>
48 #include <linux/swapops.h>
49 #include <linux/spinlock.h>
50 #include <linux/eventfd.h>
51 #include <linux/poll.h>
52 #include <linux/sort.h>
53 #include <linux/fs.h>
54 #include <linux/seq_file.h>
55 #include <linux/vmpressure.h>
56 #include <linux/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         /* Stats updates since the last flush */
625         unsigned int                    stats_updates;
626
627         /* Cached pointers for fast iteration in memcg_rstat_updated() */
628         struct memcg_vmstats_percpu     *parent;
629         struct memcg_vmstats            *vmstats;
630
631         /* The above should fit a single cacheline for memcg_rstat_updated() */
632
633         /* Local (CPU and cgroup) page state & events */
634         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
635         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
636
637         /* Delta calculation for lockless upward propagation */
638         long                    state_prev[MEMCG_NR_STAT];
639         unsigned long           events_prev[NR_MEMCG_EVENTS];
640
641         /* Cgroup1: threshold notifications & softlimit tree updates */
642         unsigned long           nr_page_events;
643         unsigned long           targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
644 } ____cacheline_aligned;
645
646 struct memcg_vmstats {
647         /* Aggregated (CPU and subtree) page state & events */
648         long                    state[MEMCG_NR_STAT];
649         unsigned long           events[NR_MEMCG_EVENTS];
650
651         /* Non-hierarchical (CPU aggregated) page state & events */
652         long                    state_local[MEMCG_NR_STAT];
653         unsigned long           events_local[NR_MEMCG_EVENTS];
654
655         /* Pending child counts during tree propagation */
656         long                    state_pending[MEMCG_NR_STAT];
657         unsigned long           events_pending[NR_MEMCG_EVENTS];
658
659         /* Stats updates since the last flush */
660         atomic64_t              stats_updates;
661 };
662
663 /*
664  * memcg and lruvec stats flushing
665  *
666  * Many codepaths leading to stats update or read are performance sensitive and
667  * adding stats flushing in such codepaths is not desirable. So, to optimize the
668  * flushing the kernel does:
669  *
670  * 1) Periodically and asynchronously flush the stats every 2 seconds to not let
671  *    rstat update tree grow unbounded.
672  *
673  * 2) Flush the stats synchronously on reader side only when there are more than
674  *    (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) update events. Though this optimization
675  *    will let stats be out of sync by atmost (MEMCG_CHARGE_BATCH * nr_cpus) but
676  *    only for 2 seconds due to (1).
677  */
678 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w);
679 static DECLARE_DEFERRABLE_WORK(stats_flush_dwork, flush_memcg_stats_dwork);
680 static u64 flush_last_time;
681
682 #define FLUSH_TIME (2UL*HZ)
683
684 /*
685  * Accessors to ensure that preemption is disabled on PREEMPT_RT because it can
686  * not rely on this as part of an acquired spinlock_t lock. These functions are
687  * never used in hardirq context on PREEMPT_RT and therefore disabling preemtion
688  * is sufficient.
689  */
690 static void memcg_stats_lock(void)
691 {
692         preempt_disable_nested();
693         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
694 }
695
696 static void __memcg_stats_lock(void)
697 {
698         preempt_disable_nested();
699 }
700
701 static void memcg_stats_unlock(void)
702 {
703         preempt_enable_nested();
704 }
705
706
707 static bool memcg_vmstats_needs_flush(struct memcg_vmstats *vmstats)
708 {
709         return atomic64_read(&vmstats->stats_updates) >
710                 MEMCG_CHARGE_BATCH * num_online_cpus();
711 }
712
713 static inline void memcg_rstat_updated(struct mem_cgroup *memcg, int val)
714 {
715         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
716         int cpu = smp_processor_id();
717
718         if (!val)
719                 return;
720
721         cgroup_rstat_updated(memcg->css.cgroup, cpu);
722         statc = this_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu);
723         for (; statc; statc = statc->parent) {
724                 statc->stats_updates += abs(val);
725                 if (statc->stats_updates < MEMCG_CHARGE_BATCH)
726                         continue;
727
728                 /*
729                  * If @memcg is already flush-able, increasing stats_updates is
730                  * redundant. Avoid the overhead of the atomic update.
731                  */
732                 if (!memcg_vmstats_needs_flush(statc->vmstats))
733                         atomic64_add(statc->stats_updates,
734                                      &statc->vmstats->stats_updates);
735                 statc->stats_updates = 0;
736         }
737 }
738
739 static void do_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
740 {
741         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
742                 WRITE_ONCE(flush_last_time, jiffies_64);
743
744         cgroup_rstat_flush(memcg->css.cgroup);
745 }
746
747 /*
748  * mem_cgroup_flush_stats - flush the stats of a memory cgroup subtree
749  * @memcg: root of the subtree to flush
750  *
751  * Flushing is serialized by the underlying global rstat lock. There is also a
752  * minimum amount of work to be done even if there are no stat updates to flush.
753  * Hence, we only flush the stats if the updates delta exceeds a threshold. This
754  * avoids unnecessary work and contention on the underlying lock.
755  */
756 void mem_cgroup_flush_stats(struct mem_cgroup *memcg)
757 {
758         if (mem_cgroup_disabled())
759                 return;
760
761         if (!memcg)
762                 memcg = root_mem_cgroup;
763
764         if (memcg_vmstats_needs_flush(memcg->vmstats))
765                 do_flush_stats(memcg);
766 }
767
768 void mem_cgroup_flush_stats_ratelimited(struct mem_cgroup *memcg)
769 {
770         /* Only flush if the periodic flusher is one full cycle late */
771         if (time_after64(jiffies_64, READ_ONCE(flush_last_time) + 2*FLUSH_TIME))
772                 mem_cgroup_flush_stats(memcg);
773 }
774
775 static void flush_memcg_stats_dwork(struct work_struct *w)
776 {
777         /*
778          * Deliberately ignore memcg_vmstats_needs_flush() here so that flushing
779          * in latency-sensitive paths is as cheap as possible.
780          */
781         do_flush_stats(root_mem_cgroup);
782         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork, FLUSH_TIME);
783 }
784
785 unsigned long memcg_page_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
786 {
787         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state[idx]);
788 #ifdef CONFIG_SMP
789         if (x < 0)
790                 x = 0;
791 #endif
792         return x;
793 }
794
795 static int memcg_page_state_unit(int item);
796
797 /*
798  * Normalize the value passed into memcg_rstat_updated() to be in pages. Round
799  * up non-zero sub-page updates to 1 page as zero page updates are ignored.
800  */
801 static int memcg_state_val_in_pages(int idx, int val)
802 {
803         int unit = memcg_page_state_unit(idx);
804
805         if (!val || unit == PAGE_SIZE)
806                 return val;
807         else
808                 return max(val * unit / PAGE_SIZE, 1UL);
809 }
810
811 /**
812  * __mod_memcg_state - update cgroup memory statistics
813  * @memcg: the memory cgroup
814  * @idx: the stat item - can be enum memcg_stat_item or enum node_stat_item
815  * @val: delta to add to the counter, can be negative
816  */
817 void __mod_memcg_state(struct mem_cgroup *memcg, int idx, int val)
818 {
819         if (mem_cgroup_disabled())
820                 return;
821
822         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
823         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
824 }
825
826 /* idx can be of type enum memcg_stat_item or node_stat_item. */
827 static unsigned long memcg_page_state_local(struct mem_cgroup *memcg, int idx)
828 {
829         long x = READ_ONCE(memcg->vmstats->state_local[idx]);
830
831 #ifdef CONFIG_SMP
832         if (x < 0)
833                 x = 0;
834 #endif
835         return x;
836 }
837
838 void __mod_memcg_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
839                               int val)
840 {
841         struct mem_cgroup_per_node *pn;
842         struct mem_cgroup *memcg;
843
844         pn = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
845         memcg = pn->memcg;
846
847         /*
848          * The caller from rmap relies on disabled preemption because they never
849          * update their counter from in-interrupt context. For these two
850          * counters we check that the update is never performed from an
851          * interrupt context while other caller need to have disabled interrupt.
852          */
853         __memcg_stats_lock();
854         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM)) {
855                 switch (idx) {
856                 case NR_ANON_MAPPED:
857                 case NR_FILE_MAPPED:
858                 case NR_ANON_THPS:
859                 case NR_SHMEM_PMDMAPPED:
860                 case NR_FILE_PMDMAPPED:
861                         WARN_ON_ONCE(!in_task());
862                         break;
863                 default:
864                         VM_WARN_ON_IRQS_ENABLED();
865                 }
866         }
867
868         /* Update memcg */
869         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->state[idx], val);
870
871         /* Update lruvec */
872         __this_cpu_add(pn->lruvec_stats_percpu->state[idx], val);
873
874         memcg_rstat_updated(memcg, memcg_state_val_in_pages(idx, val));
875         memcg_stats_unlock();
876 }
877
878 /**
879  * __mod_lruvec_state - update lruvec memory statistics
880  * @lruvec: the lruvec
881  * @idx: the stat item
882  * @val: delta to add to the counter, can be negative
883  *
884  * The lruvec is the intersection of the NUMA node and a cgroup. This
885  * function updates the all three counters that are affected by a
886  * change of state at this level: per-node, per-cgroup, per-lruvec.
887  */
888 void __mod_lruvec_state(struct lruvec *lruvec, enum node_stat_item idx,
889                         int val)
890 {
891         /* Update node */
892         __mod_node_page_state(lruvec_pgdat(lruvec), idx, val);
893
894         /* Update memcg and lruvec */
895         if (!mem_cgroup_disabled())
896                 __mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, val);
897 }
898
899 void __lruvec_stat_mod_folio(struct folio *folio, enum node_stat_item idx,
900                              int val)
901 {
902         struct mem_cgroup *memcg;
903         pg_data_t *pgdat = folio_pgdat(folio);
904         struct lruvec *lruvec;
905
906         rcu_read_lock();
907         memcg = folio_memcg(folio);
908         /* Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the node */
909         if (!memcg) {
910                 rcu_read_unlock();
911                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
912                 return;
913         }
914
915         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
916         __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
917         rcu_read_unlock();
918 }
919 EXPORT_SYMBOL(__lruvec_stat_mod_folio);
920
921 void __mod_lruvec_kmem_state(void *p, enum node_stat_item idx, int val)
922 {
923         pg_data_t *pgdat = page_pgdat(virt_to_page(p));
924         struct mem_cgroup *memcg;
925         struct lruvec *lruvec;
926
927         rcu_read_lock();
928         memcg = mem_cgroup_from_slab_obj(p);
929
930         /*
931          * Untracked pages have no memcg, no lruvec. Update only the
932          * node. If we reparent the slab objects to the root memcg,
933          * when we free the slab object, we need to update the per-memcg
934          * vmstats to keep it correct for the root memcg.
935          */
936         if (!memcg) {
937                 __mod_node_page_state(pgdat, idx, val);
938         } else {
939                 lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
940                 __mod_lruvec_state(lruvec, idx, val);
941         }
942         rcu_read_unlock();
943 }
944
945 /**
946  * __count_memcg_events - account VM events in a cgroup
947  * @memcg: the memory cgroup
948  * @idx: the event item
949  * @count: the number of events that occurred
950  */
951 void __count_memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, enum vm_event_item idx,
952                           unsigned long count)
953 {
954         int index = memcg_events_index(idx);
955
956         if (mem_cgroup_disabled() || index < 0)
957                 return;
958
959         memcg_stats_lock();
960         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->events[index], count);
961         memcg_rstat_updated(memcg, count);
962         memcg_stats_unlock();
963 }
964
965 static unsigned long memcg_events(struct mem_cgroup *memcg, int event)
966 {
967         int index = memcg_events_index(event);
968
969         if (index < 0)
970                 return 0;
971         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events[index]);
972 }
973
974 static unsigned long memcg_events_local(struct mem_cgroup *memcg, int event)
975 {
976         int index = memcg_events_index(event);
977
978         if (index < 0)
979                 return 0;
980
981         return READ_ONCE(memcg->vmstats->events_local[index]);
982 }
983
984 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
985                                          int nr_pages)
986 {
987         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
988         if (nr_pages > 0)
989                 __count_memcg_events(memcg, PGPGIN, 1);
990         else {
991                 __count_memcg_events(memcg, PGPGOUT, 1);
992                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
993         }
994
995         __this_cpu_add(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, nr_pages);
996 }
997
998 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
999                                        enum mem_cgroup_events_target target)
1000 {
1001         unsigned long val, next;
1002
1003         val = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->nr_page_events);
1004         next = __this_cpu_read(memcg->vmstats_percpu->targets[target]);
1005         /* from time_after() in jiffies.h */
1006         if ((long)(next - val) < 0) {
1007                 switch (target) {
1008                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
1009                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
1010                         break;
1011                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
1012                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
1013                         break;
1014                 default:
1015                         break;
1016                 }
1017                 __this_cpu_write(memcg->vmstats_percpu->targets[target], next);
1018                 return true;
1019         }
1020         return false;
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Check events in order.
1025  *
1026  */
1027 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
1028 {
1029         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
1030                 return;
1031
1032         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1033         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1034                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1035                 bool do_softlimit;
1036
1037                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1038                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1039                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1040                 if (unlikely(do_softlimit))
1041                         mem_cgroup_update_tree(memcg, nid);
1042         }
1043 }
1044
1045 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1046 {
1047         /*
1048          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1049          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1050          * So this can be called with p == NULL.
1051          */
1052         if (unlikely(!p))
1053                 return NULL;
1054
1055         return mem_cgroup_from_css(task_css(p, memory_cgrp_id));
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_from_task);
1058
1059 static __always_inline struct mem_cgroup *active_memcg(void)
1060 {
1061         if (!in_task())
1062                 return this_cpu_read(int_active_memcg);
1063         else
1064                 return current->active_memcg;
1065 }
1066
1067 /**
1068  * get_mem_cgroup_from_mm: Obtain a reference on given mm_struct's memcg.
1069  * @mm: mm from which memcg should be extracted. It can be NULL.
1070  *
1071  * Obtain a reference on mm->memcg and returns it if successful. If mm
1072  * is NULL, then the memcg is chosen as follows:
1073  * 1) The active memcg, if set.
1074  * 2) current->mm->memcg, if available
1075  * 3) root memcg
1076  * If mem_cgroup is disabled, NULL is returned.
1077  */
1078 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1079 {
1080         struct mem_cgroup *memcg;
1081
1082         if (mem_cgroup_disabled())
1083                 return NULL;
1084
1085         /*
1086          * Page cache insertions can happen without an
1087          * actual mm context, e.g. during disk probing
1088          * on boot, loopback IO, acct() writes etc.
1089          *
1090          * No need to css_get on root memcg as the reference
1091          * counting is disabled on the root level in the
1092          * cgroup core. See CSS_NO_REF.
1093          */
1094         if (unlikely(!mm)) {
1095                 memcg = active_memcg();
1096                 if (unlikely(memcg)) {
1097                         /* remote memcg must hold a ref */
1098                         css_get(&memcg->css);
1099                         return memcg;
1100                 }
1101                 mm = current->mm;
1102                 if (unlikely(!mm))
1103                         return root_mem_cgroup;
1104         }
1105
1106         rcu_read_lock();
1107         do {
1108                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1109                 if (unlikely(!memcg))
1110                         memcg = root_mem_cgroup;
1111         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1112         rcu_read_unlock();
1113         return memcg;
1114 }
1115 EXPORT_SYMBOL(get_mem_cgroup_from_mm);
1116
1117 /**
1118  * get_mem_cgroup_from_current - Obtain a reference on current task's memcg.
1119  */
1120 struct mem_cgroup *get_mem_cgroup_from_current(void)
1121 {
1122         struct mem_cgroup *memcg;
1123
1124         if (mem_cgroup_disabled())
1125                 return NULL;
1126
1127 again:
1128         rcu_read_lock();
1129         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
1130         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
1131                 rcu_read_unlock();
1132                 goto again;
1133         }
1134         rcu_read_unlock();
1135         return memcg;
1136 }
1137
1138 /**
1139  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1140  * @root: hierarchy root
1141  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1142  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1143  *
1144  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1145  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1146  *
1147  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1148  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1149  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1150  *
1151  * Reclaimers can specify a node in @reclaim to divide up the memcgs
1152  * in the hierarchy among all concurrent reclaimers operating on the
1153  * same node.
1154  */
1155 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1156                                    struct mem_cgroup *prev,
1157                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1158 {
1159         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1160         struct cgroup_subsys_state *css = NULL;
1161         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1162         struct mem_cgroup *pos = NULL;
1163
1164         if (mem_cgroup_disabled())
1165                 return NULL;
1166
1167         if (!root)
1168                 root = root_mem_cgroup;
1169
1170         rcu_read_lock();
1171
1172         if (reclaim) {
1173                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
1174
1175                 mz = root->nodeinfo[reclaim->pgdat->node_id];
1176                 iter = &mz->iter;
1177
1178                 /*
1179                  * On start, join the current reclaim iteration cycle.
1180                  * Exit when a concurrent walker completes it.
1181                  */
1182                 if (!prev)
1183                         reclaim->generation = iter->generation;
1184                 else if (reclaim->generation != iter->generation)
1185                         goto out_unlock;
1186
1187                 while (1) {
1188                         pos = READ_ONCE(iter->position);
1189                         if (!pos || css_tryget(&pos->css))
1190                                 break;
1191                         /*
1192                          * css reference reached zero, so iter->position will
1193                          * be cleared by ->css_released. However, we should not
1194                          * rely on this happening soon, because ->css_released
1195                          * is called from a work queue, and by busy-waiting we
1196                          * might block it. So we clear iter->position right
1197                          * away.
1198                          */
1199                         (void)cmpxchg(&iter->position, pos, NULL);
1200                 }
1201         } else if (prev) {
1202                 pos = prev;
1203         }
1204
1205         if (pos)
1206                 css = &pos->css;
1207
1208         for (;;) {
1209                 css = css_next_descendant_pre(css, &root->css);
1210                 if (!css) {
1211                         /*
1212                          * Reclaimers share the hierarchy walk, and a
1213                          * new one might jump in right at the end of
1214                          * the hierarchy - make sure they see at least
1215                          * one group and restart from the beginning.
1216                          */
1217                         if (!prev)
1218                                 continue;
1219                         break;
1220                 }
1221
1222                 /*
1223                  * Verify the css and acquire a reference.  The root
1224                  * is provided by the caller, so we know it's alive
1225                  * and kicking, and don't take an extra reference.
1226                  */
1227                 if (css == &root->css || css_tryget(css)) {
1228                         memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1229                         break;
1230                 }
1231         }
1232
1233         if (reclaim) {
1234                 /*
1235                  * The position could have already been updated by a competing
1236                  * thread, so check that the value hasn't changed since we read
1237                  * it to avoid reclaiming from the same cgroup twice.
1238                  */
1239                 (void)cmpxchg(&iter->position, pos, memcg);
1240
1241                 if (pos)
1242                         css_put(&pos->css);
1243
1244                 if (!memcg)
1245                         iter->generation++;
1246         }
1247
1248 out_unlock:
1249         rcu_read_unlock();
1250         if (prev && prev != root)
1251                 css_put(&prev->css);
1252
1253         return memcg;
1254 }
1255
1256 /**
1257  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1258  * @root: hierarchy root
1259  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1260  */
1261 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1262                            struct mem_cgroup *prev)
1263 {
1264         if (!root)
1265                 root = root_mem_cgroup;
1266         if (prev && prev != root)
1267                 css_put(&prev->css);
1268 }
1269
1270 static void __invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *from,
1271                                         struct mem_cgroup *dead_memcg)
1272 {
1273         struct mem_cgroup_reclaim_iter *iter;
1274         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1275         int nid;
1276
1277         for_each_node(nid) {
1278                 mz = from->nodeinfo[nid];
1279                 iter = &mz->iter;
1280                 cmpxchg(&iter->position, dead_memcg, NULL);
1281         }
1282 }
1283
1284 static void invalidate_reclaim_iterators(struct mem_cgroup *dead_memcg)
1285 {
1286         struct mem_cgroup *memcg = dead_memcg;
1287         struct mem_cgroup *last;
1288
1289         do {
1290                 __invalidate_reclaim_iterators(memcg, dead_memcg);
1291                 last = memcg;
1292         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
1293
1294         /*
1295          * When cgroup1 non-hierarchy mode is used,
1296          * parent_mem_cgroup() does not walk all the way up to the
1297          * cgroup root (root_mem_cgroup). So we have to handle
1298          * dead_memcg from cgroup root separately.
1299          */
1300         if (!mem_cgroup_is_root(last))
1301                 __invalidate_reclaim_iterators(root_mem_cgroup,
1302                                                 dead_memcg);
1303 }
1304
1305 /**
1306  * mem_cgroup_scan_tasks - iterate over tasks of a memory cgroup hierarchy
1307  * @memcg: hierarchy root
1308  * @fn: function to call for each task
1309  * @arg: argument passed to @fn
1310  *
1311  * This function iterates over tasks attached to @memcg or to any of its
1312  * descendants and calls @fn for each task. If @fn returns a non-zero
1313  * value, the function breaks the iteration loop. Otherwise, it will iterate
1314  * over all tasks and return 0.
1315  *
1316  * This function must not be called for the root memory cgroup.
1317  */
1318 void mem_cgroup_scan_tasks(struct mem_cgroup *memcg,
1319                            int (*fn)(struct task_struct *, void *), void *arg)
1320 {
1321         struct mem_cgroup *iter;
1322         int ret = 0;
1323
1324         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
1325
1326         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1327                 struct css_task_iter it;
1328                 struct task_struct *task;
1329
1330                 css_task_iter_start(&iter->css, CSS_TASK_ITER_PROCS, &it);
1331                 while (!ret && (task = css_task_iter_next(&it)))
1332                         ret = fn(task, arg);
1333                 css_task_iter_end(&it);
1334                 if (ret) {
1335                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1336                         break;
1337                 }
1338         }
1339 }
1340
1341 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
1342 void lruvec_memcg_debug(struct lruvec *lruvec, struct folio *folio)
1343 {
1344         struct mem_cgroup *memcg;
1345
1346         if (mem_cgroup_disabled())
1347                 return;
1348
1349         memcg = folio_memcg(folio);
1350
1351         if (!memcg)
1352                 VM_BUG_ON_FOLIO(!mem_cgroup_is_root(lruvec_memcg(lruvec)), folio);
1353         else
1354                 VM_BUG_ON_FOLIO(lruvec_memcg(lruvec) != memcg, folio);
1355 }
1356 #endif
1357
1358 /**
1359  * folio_lruvec_lock - Lock the lruvec for a folio.
1360  * @folio: Pointer to the folio.
1361  *
1362  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1363  * - folio locked
1364  * - folio_test_lru false
1365  * - folio_memcg_lock()
1366  * - folio frozen (refcount of 0)
1367  *
1368  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held.
1369  */
1370 struct lruvec *folio_lruvec_lock(struct folio *folio)
1371 {
1372         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1373
1374         spin_lock(&lruvec->lru_lock);
1375         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1376
1377         return lruvec;
1378 }
1379
1380 /**
1381  * folio_lruvec_lock_irq - Lock the lruvec for a folio.
1382  * @folio: Pointer to the folio.
1383  *
1384  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1385  * - folio locked
1386  * - folio_test_lru false
1387  * - folio_memcg_lock()
1388  * - folio frozen (refcount of 0)
1389  *
1390  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1391  * disabled.
1392  */
1393 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irq(struct folio *folio)
1394 {
1395         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1396
1397         spin_lock_irq(&lruvec->lru_lock);
1398         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1399
1400         return lruvec;
1401 }
1402
1403 /**
1404  * folio_lruvec_lock_irqsave - Lock the lruvec for a folio.
1405  * @folio: Pointer to the folio.
1406  * @flags: Pointer to irqsave flags.
1407  *
1408  * These functions are safe to use under any of the following conditions:
1409  * - folio locked
1410  * - folio_test_lru false
1411  * - folio_memcg_lock()
1412  * - folio frozen (refcount of 0)
1413  *
1414  * Return: The lruvec this folio is on with its lock held and interrupts
1415  * disabled.
1416  */
1417 struct lruvec *folio_lruvec_lock_irqsave(struct folio *folio,
1418                 unsigned long *flags)
1419 {
1420         struct lruvec *lruvec = folio_lruvec(folio);
1421
1422         spin_lock_irqsave(&lruvec->lru_lock, *flags);
1423         lruvec_memcg_debug(lruvec, folio);
1424
1425         return lruvec;
1426 }
1427
1428 /**
1429  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1430  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1431  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1432  * @zid: zone id of the accounted pages
1433  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1434  *
1435  * This function must be called under lru_lock, just before a page is added
1436  * to or just after a page is removed from an lru list.
1437  */
1438 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1439                                 int zid, int nr_pages)
1440 {
1441         struct mem_cgroup_per_node *mz;
1442         unsigned long *lru_size;
1443         long size;
1444
1445         if (mem_cgroup_disabled())
1446                 return;
1447
1448         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_node, lruvec);
1449         lru_size = &mz->lru_zone_size[zid][lru];
1450
1451         if (nr_pages < 0)
1452                 *lru_size += nr_pages;
1453
1454         size = *lru_size;
1455         if (WARN_ONCE(size < 0,
1456                 "%s(%p, %d, %d): lru_size %ld\n",
1457                 __func__, lruvec, lru, nr_pages, size)) {
1458                 VM_BUG_ON(1);
1459                 *lru_size = 0;
1460         }
1461
1462         if (nr_pages > 0)
1463                 *lru_size += nr_pages;
1464 }
1465
1466 /**
1467  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1468  * @memcg: the memory cgroup
1469  *
1470  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1471  * pages.
1472  */
1473 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1474 {
1475         unsigned long margin = 0;
1476         unsigned long count;
1477         unsigned long limit;
1478
1479         count = page_counter_read(&memcg->memory);
1480         limit = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1481         if (count < limit)
1482                 margin = limit - count;
1483
1484         if (do_memsw_account()) {
1485                 count = page_counter_read(&memcg->memsw);
1486                 limit = READ_ONCE(memcg->memsw.max);
1487                 if (count < limit)
1488                         margin = min(margin, limit - count);
1489                 else
1490                         margin = 0;
1491         }
1492
1493         return margin;
1494 }
1495
1496 /*
1497  * A routine for checking "mem" is under move_account() or not.
1498  *
1499  * Checking a cgroup is mc.from or mc.to or under hierarchy of
1500  * moving cgroups. This is for waiting at high-memory pressure
1501  * caused by "move".
1502  */
1503 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1504 {
1505         struct mem_cgroup *from;
1506         struct mem_cgroup *to;
1507         bool ret = false;
1508         /*
1509          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1510          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1511          */
1512         spin_lock(&mc.lock);
1513         from = mc.from;
1514         to = mc.to;
1515         if (!from)
1516                 goto unlock;
1517
1518         ret = mem_cgroup_is_descendant(from, memcg) ||
1519                 mem_cgroup_is_descendant(to, memcg);
1520 unlock:
1521         spin_unlock(&mc.lock);
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1526 {
1527         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1528                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1529                         DEFINE_WAIT(wait);
1530                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1531                         /* moving charge context might have finished. */
1532                         if (mc.moving_task)
1533                                 schedule();
1534                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1535                         return true;
1536                 }
1537         }
1538         return false;
1539 }
1540
1541 struct memory_stat {
1542         const char *name;
1543         unsigned int idx;
1544 };
1545
1546 static const struct memory_stat memory_stats[] = {
1547         { "anon",                       NR_ANON_MAPPED                  },
1548         { "file",                       NR_FILE_PAGES                   },
1549         { "kernel",                     MEMCG_KMEM                      },
1550         { "kernel_stack",               NR_KERNEL_STACK_KB              },
1551         { "pagetables",                 NR_PAGETABLE                    },
1552         { "sec_pagetables",             NR_SECONDARY_PAGETABLE          },
1553         { "percpu",                     MEMCG_PERCPU_B                  },
1554         { "sock",                       MEMCG_SOCK                      },
1555         { "vmalloc",                    MEMCG_VMALLOC                   },
1556         { "shmem",                      NR_SHMEM                        },
1557 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
1558         { "zswap",                      MEMCG_ZSWAP_B                   },
1559         { "zswapped",                   MEMCG_ZSWAPPED                  },
1560 #endif
1561         { "file_mapped",                NR_FILE_MAPPED                  },
1562         { "file_dirty",                 NR_FILE_DIRTY                   },
1563         { "file_writeback",             NR_WRITEBACK                    },
1564 #ifdef CONFIG_SWAP
1565         { "swapcached",                 NR_SWAPCACHE                    },
1566 #endif
1567 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
1568         { "anon_thp",                   NR_ANON_THPS                    },
1569         { "file_thp",                   NR_FILE_THPS                    },
1570         { "shmem_thp",                  NR_SHMEM_THPS                   },
1571 #endif
1572         { "inactive_anon",              NR_INACTIVE_ANON                },
1573         { "active_anon",                NR_ACTIVE_ANON                  },
1574         { "inactive_file",              NR_INACTIVE_FILE                },
1575         { "active_file",                NR_ACTIVE_FILE                  },
1576         { "unevictable",                NR_UNEVICTABLE                  },
1577         { "slab_reclaimable",           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B           },
1578         { "slab_unreclaimable",         NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B         },
1579
1580         /* The memory events */
1581         { "workingset_refault_anon",    WORKINGSET_REFAULT_ANON         },
1582         { "workingset_refault_file",    WORKINGSET_REFAULT_FILE         },
1583         { "workingset_activate_anon",   WORKINGSET_ACTIVATE_ANON        },
1584         { "workingset_activate_file",   WORKINGSET_ACTIVATE_FILE        },
1585         { "workingset_restore_anon",    WORKINGSET_RESTORE_ANON         },
1586         { "workingset_restore_file",    WORKINGSET_RESTORE_FILE         },
1587         { "workingset_nodereclaim",     WORKINGSET_NODERECLAIM          },
1588 };
1589
1590 /* The actual unit of the state item, not the same as the output unit */
1591 static int memcg_page_state_unit(int item)
1592 {
1593         switch (item) {
1594         case MEMCG_PERCPU_B:
1595         case MEMCG_ZSWAP_B:
1596         case NR_SLAB_RECLAIMABLE_B:
1597         case NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B:
1598                 return 1;
1599         case NR_KERNEL_STACK_KB:
1600                 return SZ_1K;
1601         default:
1602                 return PAGE_SIZE;
1603         }
1604 }
1605
1606 /* Translate stat items to the correct unit for memory.stat output */
1607 static int memcg_page_state_output_unit(int item)
1608 {
1609         /*
1610          * Workingset state is actually in pages, but we export it to userspace
1611          * as a scalar count of events, so special case it here.
1612          */
1613         switch (item) {
1614         case WORKINGSET_REFAULT_ANON:
1615         case WORKINGSET_REFAULT_FILE:
1616         case WORKINGSET_ACTIVATE_ANON:
1617         case WORKINGSET_ACTIVATE_FILE:
1618         case WORKINGSET_RESTORE_ANON:
1619         case WORKINGSET_RESTORE_FILE:
1620         case WORKINGSET_NODERECLAIM:
1621                 return 1;
1622         default:
1623                 return memcg_page_state_unit(item);
1624         }
1625 }
1626
1627 static inline unsigned long memcg_page_state_output(struct mem_cgroup *memcg,
1628                                                     int item)
1629 {
1630         return memcg_page_state(memcg, item) *
1631                 memcg_page_state_output_unit(item);
1632 }
1633
1634 static inline unsigned long memcg_page_state_local_output(
1635                 struct mem_cgroup *memcg, int item)
1636 {
1637         return memcg_page_state_local(memcg, item) *
1638                 memcg_page_state_output_unit(item);
1639 }
1640
1641 static void memcg_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1642 {
1643         int i;
1644
1645         /*
1646          * Provide statistics on the state of the memory subsystem as
1647          * well as cumulative event counters that show past behavior.
1648          *
1649          * This list is ordered following a combination of these gradients:
1650          * 1) generic big picture -> specifics and details
1651          * 2) reflecting userspace activity -> reflecting kernel heuristics
1652          *
1653          * Current memory state:
1654          */
1655         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
1656
1657         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
1658                 u64 size;
1659
1660                 size = memcg_page_state_output(memcg, memory_stats[i].idx);
1661                 seq_buf_printf(s, "%s %llu\n", memory_stats[i].name, size);
1662
1663                 if (unlikely(memory_stats[i].idx == NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B)) {
1664                         size += memcg_page_state_output(memcg,
1665                                                         NR_SLAB_RECLAIMABLE_B);
1666                         seq_buf_printf(s, "slab %llu\n", size);
1667                 }
1668         }
1669
1670         /* Accumulated memory events */
1671         seq_buf_printf(s, "pgscan %lu\n",
1672                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KSWAPD) +
1673                        memcg_events(memcg, PGSCAN_DIRECT) +
1674                        memcg_events(memcg, PGSCAN_KHUGEPAGED));
1675         seq_buf_printf(s, "pgsteal %lu\n",
1676                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KSWAPD) +
1677                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_DIRECT) +
1678                        memcg_events(memcg, PGSTEAL_KHUGEPAGED));
1679
1680         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg_vm_event_stat); i++) {
1681                 if (memcg_vm_event_stat[i] == PGPGIN ||
1682                     memcg_vm_event_stat[i] == PGPGOUT)
1683                         continue;
1684
1685                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n",
1686                                vm_event_name(memcg_vm_event_stat[i]),
1687                                memcg_events(memcg, memcg_vm_event_stat[i]));
1688         }
1689
1690         /* The above should easily fit into one page */
1691         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1692 }
1693
1694 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s);
1695
1696 static void memory_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
1697 {
1698         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1699                 memcg_stat_format(memcg, s);
1700         else
1701                 memcg1_stat_format(memcg, s);
1702         WARN_ON_ONCE(seq_buf_has_overflowed(s));
1703 }
1704
1705 /**
1706  * mem_cgroup_print_oom_context: Print OOM information relevant to
1707  * memory controller.
1708  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1709  * @p: Task that is going to be killed
1710  *
1711  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1712  * enabled
1713  */
1714 void mem_cgroup_print_oom_context(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1715 {
1716         rcu_read_lock();
1717
1718         if (memcg) {
1719                 pr_cont(",oom_memcg=");
1720                 pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1721         } else
1722                 pr_cont(",global_oom");
1723         if (p) {
1724                 pr_cont(",task_memcg=");
1725                 pr_cont_cgroup_path(task_cgroup(p, memory_cgrp_id));
1726         }
1727         rcu_read_unlock();
1728 }
1729
1730 /**
1731  * mem_cgroup_print_oom_meminfo: Print OOM memory information relevant to
1732  * memory controller.
1733  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1734  */
1735 void mem_cgroup_print_oom_meminfo(struct mem_cgroup *memcg)
1736 {
1737         /* Use static buffer, for the caller is holding oom_lock. */
1738         static char buf[PAGE_SIZE];
1739         struct seq_buf s;
1740
1741         lockdep_assert_held(&oom_lock);
1742
1743         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1744                 K((u64)page_counter_read(&memcg->memory)),
1745                 K((u64)READ_ONCE(memcg->memory.max)), memcg->memory.failcnt);
1746         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
1747                 pr_info("swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1748                         K((u64)page_counter_read(&memcg->swap)),
1749                         K((u64)READ_ONCE(memcg->swap.max)), memcg->swap.failcnt);
1750         else {
1751                 pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1752                         K((u64)page_counter_read(&memcg->memsw)),
1753                         K((u64)memcg->memsw.max), memcg->memsw.failcnt);
1754                 pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %lu\n",
1755                         K((u64)page_counter_read(&memcg->kmem)),
1756                         K((u64)memcg->kmem.max), memcg->kmem.failcnt);
1757         }
1758
1759         pr_info("Memory cgroup stats for ");
1760         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
1761         pr_cont(":");
1762         seq_buf_init(&s, buf, sizeof(buf));
1763         memory_stat_format(memcg, &s);
1764         seq_buf_do_printk(&s, KERN_INFO);
1765 }
1766
1767 /*
1768  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1769  */
1770 unsigned long mem_cgroup_get_max(struct mem_cgroup *memcg)
1771 {
1772         unsigned long max = READ_ONCE(memcg->memory.max);
1773
1774         if (do_memsw_account()) {
1775                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1776                         /* Calculate swap excess capacity from memsw limit */
1777                         unsigned long swap = READ_ONCE(memcg->memsw.max) - max;
1778
1779                         max += min(swap, (unsigned long)total_swap_pages);
1780                 }
1781         } else {
1782                 if (mem_cgroup_swappiness(memcg))
1783                         max += min(READ_ONCE(memcg->swap.max),
1784                                    (unsigned long)total_swap_pages);
1785         }
1786         return max;
1787 }
1788
1789 unsigned long mem_cgroup_size(struct mem_cgroup *memcg)
1790 {
1791         return page_counter_read(&memcg->memory);
1792 }
1793
1794 static bool mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1795                                      int order)
1796 {
1797         struct oom_control oc = {
1798                 .zonelist = NULL,
1799                 .nodemask = NULL,
1800                 .memcg = memcg,
1801                 .gfp_mask = gfp_mask,
1802                 .order = order,
1803         };
1804         bool ret = true;
1805
1806         if (mutex_lock_killable(&oom_lock))
1807                 return true;
1808
1809         if (mem_cgroup_margin(memcg) >= (1 << order))
1810                 goto unlock;
1811
1812         /*
1813          * A few threads which were not waiting at mutex_lock_killable() can
1814          * fail to bail out. Therefore, check again after holding oom_lock.
1815          */
1816         ret = task_is_dying() || out_of_memory(&oc);
1817
1818 unlock:
1819         mutex_unlock(&oom_lock);
1820         return ret;
1821 }
1822
1823 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1824                                    pg_data_t *pgdat,
1825                                    gfp_t gfp_mask,
1826                                    unsigned long *total_scanned)
1827 {
1828         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1829         int total = 0;
1830         int loop = 0;
1831         unsigned long excess;
1832         unsigned long nr_scanned;
1833         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1834                 .pgdat = pgdat,
1835         };
1836
1837         excess = soft_limit_excess(root_memcg);
1838
1839         while (1) {
1840                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1841                 if (!victim) {
1842                         loop++;
1843                         if (loop >= 2) {
1844                                 /*
1845                                  * If we have not been able to reclaim
1846                                  * anything, it might because there are
1847                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1848                                  */
1849                                 if (!total)
1850                                         break;
1851                                 /*
1852                                  * We want to do more targeted reclaim.
1853                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1854                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1855                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1856                                  */
1857                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1858                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1859                                         break;
1860                         }
1861                         continue;
1862                 }
1863                 total += mem_cgroup_shrink_node(victim, gfp_mask, false,
1864                                         pgdat, &nr_scanned);
1865                 *total_scanned += nr_scanned;
1866                 if (!soft_limit_excess(root_memcg))
1867                         break;
1868         }
1869         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1870         return total;
1871 }
1872
1873 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1874 static struct lockdep_map memcg_oom_lock_dep_map = {
1875         .name = "memcg_oom_lock",
1876 };
1877 #endif
1878
1879 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1880
1881 /*
1882  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1883  * If someone is running, return false.
1884  */
1885 static bool mem_cgroup_oom_trylock(struct mem_cgroup *memcg)
1886 {
1887         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1888
1889         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1890
1891         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1892                 if (iter->oom_lock) {
1893                         /*
1894                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1895                          * so we cannot give a lock.
1896                          */
1897                         failed = iter;
1898                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1899                         break;
1900                 } else
1901                         iter->oom_lock = true;
1902         }
1903
1904         if (failed) {
1905                 /*
1906                  * OK, we failed to lock the whole subtree so we have
1907                  * to clean up what we set up to the failing subtree
1908                  */
1909                 for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1910                         if (iter == failed) {
1911                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1912                                 break;
1913                         }
1914                         iter->oom_lock = false;
1915                 }
1916         } else
1917                 mutex_acquire(&memcg_oom_lock_dep_map, 0, 1, _RET_IP_);
1918
1919         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1920
1921         return !failed;
1922 }
1923
1924 static void mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1925 {
1926         struct mem_cgroup *iter;
1927
1928         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1929         mutex_release(&memcg_oom_lock_dep_map, _RET_IP_);
1930         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1931                 iter->oom_lock = false;
1932         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1933 }
1934
1935 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1936 {
1937         struct mem_cgroup *iter;
1938
1939         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1940         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1941                 iter->under_oom++;
1942         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1943 }
1944
1945 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1946 {
1947         struct mem_cgroup *iter;
1948
1949         /*
1950          * Be careful about under_oom underflows because a child memcg
1951          * could have been added after mem_cgroup_mark_under_oom.
1952          */
1953         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1954         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1955                 if (iter->under_oom > 0)
1956                         iter->under_oom--;
1957         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1958 }
1959
1960 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1961
1962 struct oom_wait_info {
1963         struct mem_cgroup *memcg;
1964         wait_queue_entry_t      wait;
1965 };
1966
1967 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_entry_t *wait,
1968         unsigned mode, int sync, void *arg)
1969 {
1970         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1971         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1972         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1973
1974         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1975         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1976
1977         if (!mem_cgroup_is_descendant(wake_memcg, oom_wait_memcg) &&
1978             !mem_cgroup_is_descendant(oom_wait_memcg, wake_memcg))
1979                 return 0;
1980         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1981 }
1982
1983 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1984 {
1985         /*
1986          * For the following lockless ->under_oom test, the only required
1987          * guarantee is that it must see the state asserted by an OOM when
1988          * this function is called as a result of userland actions
1989          * triggered by the notification of the OOM.  This is trivially
1990          * achieved by invoking mem_cgroup_mark_under_oom() before
1991          * triggering notification.
1992          */
1993         if (memcg && memcg->under_oom)
1994                 __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Returns true if successfully killed one or more processes. Though in some
1999  * corner cases it can return true even without killing any process.
2000  */
2001 static bool mem_cgroup_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
2002 {
2003         bool locked, ret;
2004
2005         if (order > PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER)
2006                 return false;
2007
2008         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
2009
2010         /*
2011          * We are in the middle of the charge context here, so we
2012          * don't want to block when potentially sitting on a callstack
2013          * that holds all kinds of filesystem and mm locks.
2014          *
2015          * cgroup1 allows disabling the OOM killer and waiting for outside
2016          * handling until the charge can succeed; remember the context and put
2017          * the task to sleep at the end of the page fault when all locks are
2018          * released.
2019          *
2020          * On the other hand, in-kernel OOM killer allows for an async victim
2021          * memory reclaim (oom_reaper) and that means that we are not solely
2022          * relying on the oom victim to make a forward progress and we can
2023          * invoke the oom killer here.
2024          *
2025          * Please note that mem_cgroup_out_of_memory might fail to find a
2026          * victim and then we have to bail out from the charge path.
2027          */
2028         if (READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable)) {
2029                 if (current->in_user_fault) {
2030                         css_get(&memcg->css);
2031                         current->memcg_in_oom = memcg;
2032                         current->memcg_oom_gfp_mask = mask;
2033                         current->memcg_oom_order = order;
2034                 }
2035                 return false;
2036         }
2037
2038         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2039
2040         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2041
2042         if (locked)
2043                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2044
2045         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2046         ret = mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2047
2048         if (locked)
2049                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2050
2051         return ret;
2052 }
2053
2054 /**
2055  * mem_cgroup_oom_synchronize - complete memcg OOM handling
2056  * @handle: actually kill/wait or just clean up the OOM state
2057  *
2058  * This has to be called at the end of a page fault if the memcg OOM
2059  * handler was enabled.
2060  *
2061  * Memcg supports userspace OOM handling where failed allocations must
2062  * sleep on a waitqueue until the userspace task resolves the
2063  * situation.  Sleeping directly in the charge context with all kinds
2064  * of locks held is not a good idea, instead we remember an OOM state
2065  * in the task and mem_cgroup_oom_synchronize() has to be called at
2066  * the end of the page fault to complete the OOM handling.
2067  *
2068  * Returns %true if an ongoing memcg OOM situation was detected and
2069  * completed, %false otherwise.
2070  */
2071 bool mem_cgroup_oom_synchronize(bool handle)
2072 {
2073         struct mem_cgroup *memcg = current->memcg_in_oom;
2074         struct oom_wait_info owait;
2075         bool locked;
2076
2077         /* OOM is global, do not handle */
2078         if (!memcg)
2079                 return false;
2080
2081         if (!handle)
2082                 goto cleanup;
2083
2084         owait.memcg = memcg;
2085         owait.wait.flags = 0;
2086         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2087         owait.wait.private = current;
2088         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.entry);
2089
2090         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2091         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2092
2093         locked = mem_cgroup_oom_trylock(memcg);
2094
2095         if (locked)
2096                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2097
2098         schedule();
2099         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2100         finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2101
2102         if (locked)
2103                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2104 cleanup:
2105         current->memcg_in_oom = NULL;
2106         css_put(&memcg->css);
2107         return true;
2108 }
2109
2110 /**
2111  * mem_cgroup_get_oom_group - get a memory cgroup to clean up after OOM
2112  * @victim: task to be killed by the OOM killer
2113  * @oom_domain: memcg in case of memcg OOM, NULL in case of system-wide OOM
2114  *
2115  * Returns a pointer to a memory cgroup, which has to be cleaned up
2116  * by killing all belonging OOM-killable tasks.
2117  *
2118  * Caller has to call mem_cgroup_put() on the returned non-NULL memcg.
2119  */
2120 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_oom_group(struct task_struct *victim,
2121                                             struct mem_cgroup *oom_domain)
2122 {
2123         struct mem_cgroup *oom_group = NULL;
2124         struct mem_cgroup *memcg;
2125
2126         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
2127                 return NULL;
2128
2129         if (!oom_domain)
2130                 oom_domain = root_mem_cgroup;
2131
2132         rcu_read_lock();
2133
2134         memcg = mem_cgroup_from_task(victim);
2135         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2136                 goto out;
2137
2138         /*
2139          * If the victim task has been asynchronously moved to a different
2140          * memory cgroup, we might end up killing tasks outside oom_domain.
2141          * In this case it's better to ignore memory.group.oom.
2142          */
2143         if (unlikely(!mem_cgroup_is_descendant(memcg, oom_domain)))
2144                 goto out;
2145
2146         /*
2147          * Traverse the memory cgroup hierarchy from the victim task's
2148          * cgroup up to the OOMing cgroup (or root) to find the
2149          * highest-level memory cgroup with oom.group set.
2150          */
2151         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
2152                 if (READ_ONCE(memcg->oom_group))
2153                         oom_group = memcg;
2154
2155                 if (memcg == oom_domain)
2156                         break;
2157         }
2158
2159         if (oom_group)
2160                 css_get(&oom_group->css);
2161 out:
2162         rcu_read_unlock();
2163
2164         return oom_group;
2165 }
2166
2167 void mem_cgroup_print_oom_group(struct mem_cgroup *memcg)
2168 {
2169         pr_info("Tasks in ");
2170         pr_cont_cgroup_path(memcg->css.cgroup);
2171         pr_cont(" are going to be killed due to memory.oom.group set\n");
2172 }
2173
2174 /**
2175  * folio_memcg_lock - Bind a folio to its memcg.
2176  * @folio: The folio.
2177  *
2178  * This function prevents unlocked LRU folios from being moved to
2179  * another cgroup.
2180  *
2181  * It ensures lifetime of the bound memcg.  The caller is responsible
2182  * for the lifetime of the folio.
2183  */
2184 void folio_memcg_lock(struct folio *folio)
2185 {
2186         struct mem_cgroup *memcg;
2187         unsigned long flags;
2188
2189         /*
2190          * The RCU lock is held throughout the transaction.  The fast
2191          * path can get away without acquiring the memcg->move_lock
2192          * because page moving starts with an RCU grace period.
2193          */
2194         rcu_read_lock();
2195
2196         if (mem_cgroup_disabled())
2197                 return;
2198 again:
2199         memcg = folio_memcg(folio);
2200         if (unlikely(!memcg))
2201                 return;
2202
2203 #ifdef CONFIG_PROVE_LOCKING
2204         local_irq_save(flags);
2205         might_lock(&memcg->move_lock);
2206         local_irq_restore(flags);
2207 #endif
2208
2209         if (atomic_read(&memcg->moving_account) <= 0)
2210                 return;
2211
2212         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, flags);
2213         if (memcg != folio_memcg(folio)) {
2214                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2215                 goto again;
2216         }
2217
2218         /*
2219          * When charge migration first begins, we can have multiple
2220          * critical sections holding the fast-path RCU lock and one
2221          * holding the slowpath move_lock. Track the task who has the
2222          * move_lock for folio_memcg_unlock().
2223          */
2224         memcg->move_lock_task = current;
2225         memcg->move_lock_flags = flags;
2226 }
2227
2228 static void __folio_memcg_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2229 {
2230         if (memcg && memcg->move_lock_task == current) {
2231                 unsigned long flags = memcg->move_lock_flags;
2232
2233                 memcg->move_lock_task = NULL;
2234                 memcg->move_lock_flags = 0;
2235
2236                 spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, flags);
2237         }
2238
2239         rcu_read_unlock();
2240 }
2241
2242 /**
2243  * folio_memcg_unlock - Release the binding between a folio and its memcg.
2244  * @folio: The folio.
2245  *
2246  * This releases the binding created by folio_memcg_lock().  This does
2247  * not change the accounting of this folio to its memcg, but it does
2248  * permit others to change it.
2249  */
2250 void folio_memcg_unlock(struct folio *folio)
2251 {
2252         __folio_memcg_unlock(folio_memcg(folio));
2253 }
2254
2255 struct memcg_stock_pcp {
2256         local_lock_t stock_lock;
2257         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2258         unsigned int nr_pages;
2259
2260 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2261         struct obj_cgroup *cached_objcg;
2262         struct pglist_data *cached_pgdat;
2263         unsigned int nr_bytes;
2264         int nr_slab_reclaimable_b;
2265         int nr_slab_unreclaimable_b;
2266 #endif
2267
2268         struct work_struct work;
2269         unsigned long flags;
2270 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2271 };
2272 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock) = {
2273         .stock_lock = INIT_LOCAL_LOCK(stock_lock),
2274 };
2275 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2276
2277 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2278 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock);
2279 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2280                                      struct mem_cgroup *root_memcg);
2281 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages);
2282
2283 #else
2284 static inline struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2285 {
2286         return NULL;
2287 }
2288 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
2289                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
2290 {
2291         return false;
2292 }
2293 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
2294 {
2295 }
2296 #endif
2297
2298 /**
2299  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2300  * @memcg: memcg to consume from.
2301  * @nr_pages: how many pages to charge.
2302  *
2303  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2304  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2305  * service an allocation will refill the stock.
2306  *
2307  * returns true if successful, false otherwise.
2308  */
2309 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2310 {
2311         struct memcg_stock_pcp *stock;
2312         unsigned long flags;
2313         bool ret = false;
2314
2315         if (nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2316                 return ret;
2317
2318         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2319
2320         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2321         if (memcg == READ_ONCE(stock->cached) && stock->nr_pages >= nr_pages) {
2322                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2323                 ret = true;
2324         }
2325
2326         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2327
2328         return ret;
2329 }
2330
2331 /*
2332  * Returns stocks cached in percpu and reset cached information.
2333  */
2334 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2335 {
2336         struct mem_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached);
2337
2338         if (!old)
2339                 return;
2340
2341         if (stock->nr_pages) {
2342                 page_counter_uncharge(&old->memory, stock->nr_pages);
2343                 if (do_memsw_account())
2344                         page_counter_uncharge(&old->memsw, stock->nr_pages);
2345                 stock->nr_pages = 0;
2346         }
2347
2348         css_put(&old->css);
2349         WRITE_ONCE(stock->cached, NULL);
2350 }
2351
2352 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2353 {
2354         struct memcg_stock_pcp *stock;
2355         struct obj_cgroup *old = NULL;
2356         unsigned long flags;
2357
2358         /*
2359          * The only protection from cpu hotplug (memcg_hotplug_cpu_dead) vs.
2360          * drain_stock races is that we always operate on local CPU stock
2361          * here with IRQ disabled
2362          */
2363         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2364
2365         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2366         old = drain_obj_stock(stock);
2367         drain_stock(stock);
2368         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2369
2370         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2371         if (old)
2372                 obj_cgroup_put(old);
2373 }
2374
2375 /*
2376  * Cache charges(val) to local per_cpu area.
2377  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2378  */
2379 static void __refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2380 {
2381         struct memcg_stock_pcp *stock;
2382
2383         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
2384         if (READ_ONCE(stock->cached) != memcg) { /* reset if necessary */
2385                 drain_stock(stock);
2386                 css_get(&memcg->css);
2387                 WRITE_ONCE(stock->cached, memcg);
2388         }
2389         stock->nr_pages += nr_pages;
2390
2391         if (stock->nr_pages > MEMCG_CHARGE_BATCH)
2392                 drain_stock(stock);
2393 }
2394
2395 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2396 {
2397         unsigned long flags;
2398
2399         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2400         __refill_stock(memcg, nr_pages);
2401         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
2402 }
2403
2404 /*
2405  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2406  * of the hierarchy under it.
2407  */
2408 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg)
2409 {
2410         int cpu, curcpu;
2411
2412         /* If someone's already draining, avoid adding running more workers. */
2413         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2414                 return;
2415         /*
2416          * Notify other cpus that system-wide "drain" is running
2417          * We do not care about races with the cpu hotplug because cpu down
2418          * as well as workers from this path always operate on the local
2419          * per-cpu data. CPU up doesn't touch memcg_stock at all.
2420          */
2421         migrate_disable();
2422         curcpu = smp_processor_id();
2423         for_each_online_cpu(cpu) {
2424                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2425                 struct mem_cgroup *memcg;
2426                 bool flush = false;
2427
2428                 rcu_read_lock();
2429                 memcg = READ_ONCE(stock->cached);
2430                 if (memcg && stock->nr_pages &&
2431                     mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
2432                         flush = true;
2433                 else if (obj_stock_flush_required(stock, root_memcg))
2434                         flush = true;
2435                 rcu_read_unlock();
2436
2437                 if (flush &&
2438                     !test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2439                         if (cpu == curcpu)
2440                                 drain_local_stock(&stock->work);
2441                         else if (!cpu_is_isolated(cpu))
2442                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2443                 }
2444         }
2445         migrate_enable();
2446         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2447 }
2448
2449 static int memcg_hotplug_cpu_dead(unsigned int cpu)
2450 {
2451         struct memcg_stock_pcp *stock;
2452
2453         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2454         drain_stock(stock);
2455
2456         return 0;
2457 }
2458
2459 static unsigned long reclaim_high(struct mem_cgroup *memcg,
2460                                   unsigned int nr_pages,
2461                                   gfp_t gfp_mask)
2462 {
2463         unsigned long nr_reclaimed = 0;
2464
2465         do {
2466                 unsigned long pflags;
2467
2468                 if (page_counter_read(&memcg->memory) <=
2469                     READ_ONCE(memcg->memory.high))
2470                         continue;
2471
2472                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_HIGH);
2473
2474                 psi_memstall_enter(&pflags);
2475                 nr_reclaimed += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages,
2476                                                         gfp_mask,
2477                                                         MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
2478                 psi_memstall_leave(&pflags);
2479         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2480                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2481
2482         return nr_reclaimed;
2483 }
2484
2485 static void high_work_func(struct work_struct *work)
2486 {
2487         struct mem_cgroup *memcg;
2488
2489         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, high_work);
2490         reclaim_high(memcg, MEMCG_CHARGE_BATCH, GFP_KERNEL);
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Clamp the maximum sleep time per allocation batch to 2 seconds. This is
2495  * enough to still cause a significant slowdown in most cases, while still
2496  * allowing diagnostics and tracing to proceed without becoming stuck.
2497  */
2498 #define MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES (2UL*HZ)
2499
2500 /*
2501  * When calculating the delay, we use these either side of the exponentiation to
2502  * maintain precision and scale to a reasonable number of jiffies (see the table
2503  * below.
2504  *
2505  * - MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT: Extra precision bits while translating the
2506  *   overage ratio to a delay.
2507  * - MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT: The number of bits to scale down the
2508  *   proposed penalty in order to reduce to a reasonable number of jiffies, and
2509  *   to produce a reasonable delay curve.
2510  *
2511  * MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT just happens to be a number that produces a
2512  * reasonable delay curve compared to precision-adjusted overage, not
2513  * penalising heavily at first, but still making sure that growth beyond the
2514  * limit penalises misbehaviour cgroups by slowing them down exponentially. For
2515  * example, with a high of 100 megabytes:
2516  *
2517  *  +-------+------------------------+
2518  *  | usage | time to allocate in ms |
2519  *  +-------+------------------------+
2520  *  | 100M  |                      0 |
2521  *  | 101M  |                      6 |
2522  *  | 102M  |                     25 |
2523  *  | 103M  |                     57 |
2524  *  | 104M  |                    102 |
2525  *  | 105M  |                    159 |
2526  *  | 106M  |                    230 |
2527  *  | 107M  |                    313 |
2528  *  | 108M  |                    409 |
2529  *  | 109M  |                    518 |
2530  *  | 110M  |                    639 |
2531  *  | 111M  |                    774 |
2532  *  | 112M  |                    921 |
2533  *  | 113M  |                   1081 |
2534  *  | 114M  |                   1254 |
2535  *  | 115M  |                   1439 |
2536  *  | 116M  |                   1638 |
2537  *  | 117M  |                   1849 |
2538  *  | 118M  |                   2000 |
2539  *  | 119M  |                   2000 |
2540  *  | 120M  |                   2000 |
2541  *  +-------+------------------------+
2542  */
2543  #define MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT 20
2544  #define MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT 14
2545
2546 static u64 calculate_overage(unsigned long usage, unsigned long high)
2547 {
2548         u64 overage;
2549
2550         if (usage <= high)
2551                 return 0;
2552
2553         /*
2554          * Prevent division by 0 in overage calculation by acting as if
2555          * it was a threshold of 1 page
2556          */
2557         high = max(high, 1UL);
2558
2559         overage = usage - high;
2560         overage <<= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2561         return div64_u64(overage, high);
2562 }
2563
2564 static u64 mem_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2565 {
2566         u64 overage, max_overage = 0;
2567
2568         do {
2569                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->memory),
2570                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
2571                 max_overage = max(overage, max_overage);
2572         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2573                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2574
2575         return max_overage;
2576 }
2577
2578 static u64 swap_find_max_overage(struct mem_cgroup *memcg)
2579 {
2580         u64 overage, max_overage = 0;
2581
2582         do {
2583                 overage = calculate_overage(page_counter_read(&memcg->swap),
2584                                             READ_ONCE(memcg->swap.high));
2585                 if (overage)
2586                         memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_HIGH);
2587                 max_overage = max(overage, max_overage);
2588         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) &&
2589                  !mem_cgroup_is_root(memcg));
2590
2591         return max_overage;
2592 }
2593
2594 /*
2595  * Get the number of jiffies that we should penalise a mischievous cgroup which
2596  * is exceeding its memory.high by checking both it and its ancestors.
2597  */
2598 static unsigned long calculate_high_delay(struct mem_cgroup *memcg,
2599                                           unsigned int nr_pages,
2600                                           u64 max_overage)
2601 {
2602         unsigned long penalty_jiffies;
2603
2604         if (!max_overage)
2605                 return 0;
2606
2607         /*
2608          * We use overage compared to memory.high to calculate the number of
2609          * jiffies to sleep (penalty_jiffies). Ideally this value should be
2610          * fairly lenient on small overages, and increasingly harsh when the
2611          * memcg in question makes it clear that it has no intention of stopping
2612          * its crazy behaviour, so we exponentially increase the delay based on
2613          * overage amount.
2614          */
2615         penalty_jiffies = max_overage * max_overage * HZ;
2616         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_PRECISION_SHIFT;
2617         penalty_jiffies >>= MEMCG_DELAY_SCALING_SHIFT;
2618
2619         /*
2620          * Factor in the task's own contribution to the overage, such that four
2621          * N-sized allocations are throttled approximately the same as one
2622          * 4N-sized allocation.
2623          *
2624          * MEMCG_CHARGE_BATCH pages is nominal, so work out how much smaller or
2625          * larger the current charge patch is than that.
2626          */
2627         return penalty_jiffies * nr_pages / MEMCG_CHARGE_BATCH;
2628 }
2629
2630 /*
2631  * Reclaims memory over the high limit. Called directly from
2632  * try_charge() (context permitting), as well as from the userland
2633  * return path where reclaim is always able to block.
2634  */
2635 void mem_cgroup_handle_over_high(gfp_t gfp_mask)
2636 {
2637         unsigned long penalty_jiffies;
2638         unsigned long pflags;
2639         unsigned long nr_reclaimed;
2640         unsigned int nr_pages = current->memcg_nr_pages_over_high;
2641         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2642         struct mem_cgroup *memcg;
2643         bool in_retry = false;
2644
2645         if (likely(!nr_pages))
2646                 return;
2647
2648         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2649         current->memcg_nr_pages_over_high = 0;
2650
2651 retry_reclaim:
2652         /*
2653          * Bail if the task is already exiting. Unlike memory.max,
2654          * memory.high enforcement isn't as strict, and there is no
2655          * OOM killer involved, which means the excess could already
2656          * be much bigger (and still growing) than it could for
2657          * memory.max; the dying task could get stuck in fruitless
2658          * reclaim for a long time, which isn't desirable.
2659          */
2660         if (task_is_dying())
2661                 goto out;
2662
2663         /*
2664          * The allocating task should reclaim at least the batch size, but for
2665          * subsequent retries we only want to do what's necessary to prevent oom
2666          * or breaching resource isolation.
2667          *
2668          * This is distinct from memory.max or page allocator behaviour because
2669          * memory.high is currently batched, whereas memory.max and the page
2670          * allocator run every time an allocation is made.
2671          */
2672         nr_reclaimed = reclaim_high(memcg,
2673                                     in_retry ? SWAP_CLUSTER_MAX : nr_pages,
2674                                     gfp_mask);
2675
2676         /*
2677          * memory.high is breached and reclaim is unable to keep up. Throttle
2678          * allocators proactively to slow down excessive growth.
2679          */
2680         penalty_jiffies = calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2681                                                mem_find_max_overage(memcg));
2682
2683         penalty_jiffies += calculate_high_delay(memcg, nr_pages,
2684                                                 swap_find_max_overage(memcg));
2685
2686         /*
2687          * Clamp the max delay per usermode return so as to still keep the
2688          * application moving forwards and also permit diagnostics, albeit
2689          * extremely slowly.
2690          */
2691         penalty_jiffies = min(penalty_jiffies, MEMCG_MAX_HIGH_DELAY_JIFFIES);
2692
2693         /*
2694          * Don't sleep if the amount of jiffies this memcg owes us is so low
2695          * that it's not even worth doing, in an attempt to be nice to those who
2696          * go only a small amount over their memory.high value and maybe haven't
2697          * been aggressively reclaimed enough yet.
2698          */
2699         if (penalty_jiffies <= HZ / 100)
2700                 goto out;
2701
2702         /*
2703          * If reclaim is making forward progress but we're still over
2704          * memory.high, we want to encourage that rather than doing allocator
2705          * throttling.
2706          */
2707         if (nr_reclaimed || nr_retries--) {
2708                 in_retry = true;
2709                 goto retry_reclaim;
2710         }
2711
2712         /*
2713          * Reclaim didn't manage to push usage below the limit, slow
2714          * this allocating task down.
2715          *
2716          * If we exit early, we're guaranteed to die (since
2717          * schedule_timeout_killable sets TASK_KILLABLE). This means we don't
2718          * need to account for any ill-begotten jiffies to pay them off later.
2719          */
2720         psi_memstall_enter(&pflags);
2721         schedule_timeout_killable(penalty_jiffies);
2722         psi_memstall_leave(&pflags);
2723
2724 out:
2725         css_put(&memcg->css);
2726 }
2727
2728 static int try_charge_memcg(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2729                         unsigned int nr_pages)
2730 {
2731         unsigned int batch = max(MEMCG_CHARGE_BATCH, nr_pages);
2732         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2733         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2734         struct page_counter *counter;
2735         unsigned long nr_reclaimed;
2736         bool passed_oom = false;
2737         unsigned int reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2738         bool drained = false;
2739         bool raised_max_event = false;
2740         unsigned long pflags;
2741
2742 retry:
2743         if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2744                 return 0;
2745
2746         if (!do_memsw_account() ||
2747             page_counter_try_charge(&memcg->memsw, batch, &counter)) {
2748                 if (page_counter_try_charge(&memcg->memory, batch, &counter))
2749                         goto done_restock;
2750                 if (do_memsw_account())
2751                         page_counter_uncharge(&memcg->memsw, batch);
2752                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memory);
2753         } else {
2754                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_counter(counter, memsw);
2755                 reclaim_options &= ~MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP;
2756         }
2757
2758         if (batch > nr_pages) {
2759                 batch = nr_pages;
2760                 goto retry;
2761         }
2762
2763         /*
2764          * Prevent unbounded recursion when reclaim operations need to
2765          * allocate memory. This might exceed the limits temporarily,
2766          * but we prefer facilitating memory reclaim and getting back
2767          * under the limit over triggering OOM kills in these cases.
2768          */
2769         if (unlikely(current->flags & PF_MEMALLOC))
2770                 goto force;
2771
2772         if (unlikely(task_in_memcg_oom(current)))
2773                 goto nomem;
2774
2775         if (!gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2776                 goto nomem;
2777
2778         memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2779         raised_max_event = true;
2780
2781         psi_memstall_enter(&pflags);
2782         nr_reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem_over_limit, nr_pages,
2783                                                     gfp_mask, reclaim_options);
2784         psi_memstall_leave(&pflags);
2785
2786         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2787                 goto retry;
2788
2789         if (!drained) {
2790                 drain_all_stock(mem_over_limit);
2791                 drained = true;
2792                 goto retry;
2793         }
2794
2795         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2796                 goto nomem;
2797         /*
2798          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2799          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2800          * before killing the task.
2801          *
2802          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2803          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2804          * to regular pages anyway in case of failure.
2805          */
2806         if (nr_reclaimed && nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER))
2807                 goto retry;
2808         /*
2809          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2810          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2811          */
2812         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2813                 goto retry;
2814
2815         if (nr_retries--)
2816                 goto retry;
2817
2818         if (gfp_mask & __GFP_RETRY_MAYFAIL)
2819                 goto nomem;
2820
2821         /* Avoid endless loop for tasks bypassed by the oom killer */
2822         if (passed_oom && task_is_dying())
2823                 goto nomem;
2824
2825         /*
2826          * keep retrying as long as the memcg oom killer is able to make
2827          * a forward progress or bypass the charge if the oom killer
2828          * couldn't make any progress.
2829          */
2830         if (mem_cgroup_oom(mem_over_limit, gfp_mask,
2831                            get_order(nr_pages * PAGE_SIZE))) {
2832                 passed_oom = true;
2833                 nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
2834                 goto retry;
2835         }
2836 nomem:
2837         /*
2838          * Memcg doesn't have a dedicated reserve for atomic
2839          * allocations. But like the global atomic pool, we need to
2840          * put the burden of reclaim on regular allocation requests
2841          * and let these go through as privileged allocations.
2842          */
2843         if (!(gfp_mask & (__GFP_NOFAIL | __GFP_HIGH)))
2844                 return -ENOMEM;
2845 force:
2846         /*
2847          * If the allocation has to be enforced, don't forget to raise
2848          * a MEMCG_MAX event.
2849          */
2850         if (!raised_max_event)
2851                 memcg_memory_event(mem_over_limit, MEMCG_MAX);
2852
2853         /*
2854          * The allocation either can't fail or will lead to more memory
2855          * being freed very soon.  Allow memory usage go over the limit
2856          * temporarily by force charging it.
2857          */
2858         page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
2859         if (do_memsw_account())
2860                 page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
2861
2862         return 0;
2863
2864 done_restock:
2865         if (batch > nr_pages)
2866                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2867
2868         /*
2869          * If the hierarchy is above the normal consumption range, schedule
2870          * reclaim on returning to userland.  We can perform reclaim here
2871          * if __GFP_RECLAIM but let's always punt for simplicity and so that
2872          * GFP_KERNEL can consistently be used during reclaim.  @memcg is
2873          * not recorded as it most likely matches current's and won't
2874          * change in the meantime.  As high limit is checked again before
2875          * reclaim, the cost of mismatch is negligible.
2876          */
2877         do {
2878                 bool mem_high, swap_high;
2879
2880                 mem_high = page_counter_read(&memcg->memory) >
2881                         READ_ONCE(memcg->memory.high);
2882                 swap_high = page_counter_read(&memcg->swap) >
2883                         READ_ONCE(memcg->swap.high);
2884
2885                 /* Don't bother a random interrupted task */
2886                 if (!in_task()) {
2887                         if (mem_high) {
2888                                 schedule_work(&memcg->high_work);
2889                                 break;
2890                         }
2891                         continue;
2892                 }
2893
2894                 if (mem_high || swap_high) {
2895                         /*
2896                          * The allocating tasks in this cgroup will need to do
2897                          * reclaim or be throttled to prevent further growth
2898                          * of the memory or swap footprints.
2899                          *
2900                          * Target some best-effort fairness between the tasks,
2901                          * and distribute reclaim work and delay penalties
2902                          * based on how much each task is actually allocating.
2903                          */
2904                         current->memcg_nr_pages_over_high += batch;
2905                         set_notify_resume(current);
2906                         break;
2907                 }
2908         } while ((memcg = parent_mem_cgroup(memcg)));
2909
2910         /*
2911          * Reclaim is set up above to be called from the userland
2912          * return path. But also attempt synchronous reclaim to avoid
2913          * excessive overrun while the task is still inside the
2914          * kernel. If this is successful, the return path will see it
2915          * when it rechecks the overage and simply bail out.
2916          */
2917         if (current->memcg_nr_pages_over_high > MEMCG_CHARGE_BATCH &&
2918             !(current->flags & PF_MEMALLOC) &&
2919             gfpflags_allow_blocking(gfp_mask))
2920                 mem_cgroup_handle_over_high(gfp_mask);
2921         return 0;
2922 }
2923
2924 static inline int try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2925                              unsigned int nr_pages)
2926 {
2927         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2928                 return 0;
2929
2930         return try_charge_memcg(memcg, gfp_mask, nr_pages);
2931 }
2932
2933 /**
2934  * mem_cgroup_cancel_charge() - cancel an uncommitted try_charge() call.
2935  * @memcg: memcg previously charged.
2936  * @nr_pages: number of pages previously charged.
2937  */
2938 void mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2939 {
2940         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2941                 return;
2942
2943         page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_pages);
2944         if (do_memsw_account())
2945                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
2946 }
2947
2948 static void commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2949 {
2950         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_memcg(folio), folio);
2951         /*
2952          * Any of the following ensures page's memcg stability:
2953          *
2954          * - the page lock
2955          * - LRU isolation
2956          * - folio_memcg_lock()
2957          * - exclusive reference
2958          * - mem_cgroup_trylock_pages()
2959          */
2960         folio->memcg_data = (unsigned long)memcg;
2961 }
2962
2963 /**
2964  * mem_cgroup_commit_charge - commit a previously successful try_charge().
2965  * @folio: folio to commit the charge to.
2966  * @memcg: memcg previously charged.
2967  */
2968 void mem_cgroup_commit_charge(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg)
2969 {
2970         css_get(&memcg->css);
2971         commit_charge(folio, memcg);
2972
2973         local_irq_disable();
2974         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, folio_nr_pages(folio));
2975         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
2976         local_irq_enable();
2977 }
2978
2979 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2980 /*
2981  * The allocated objcg pointers array is not accounted directly.
2982  * Moreover, it should not come from DMA buffer and is not readily
2983  * reclaimable. So those GFP bits should be masked off.
2984  */
2985 #define OBJCGS_CLEAR_MASK       (__GFP_DMA | __GFP_RECLAIMABLE | \
2986                                  __GFP_ACCOUNT | __GFP_NOFAIL)
2987
2988 /*
2989  * mod_objcg_mlstate() may be called with irq enabled, so
2990  * mod_memcg_lruvec_state() should be used.
2991  */
2992 static inline void mod_objcg_mlstate(struct obj_cgroup *objcg,
2993                                      struct pglist_data *pgdat,
2994                                      enum node_stat_item idx, int nr)
2995 {
2996         struct mem_cgroup *memcg;
2997         struct lruvec *lruvec;
2998
2999         rcu_read_lock();
3000         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3001         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, pgdat);
3002         mod_memcg_lruvec_state(lruvec, idx, nr);
3003         rcu_read_unlock();
3004 }
3005
3006 int memcg_alloc_slab_cgroups(struct slab *slab, struct kmem_cache *s,
3007                                  gfp_t gfp, bool new_slab)
3008 {
3009         unsigned int objects = objs_per_slab(s, slab);
3010         unsigned long memcg_data;
3011         void *vec;
3012
3013         gfp &= ~OBJCGS_CLEAR_MASK;
3014         vec = kcalloc_node(objects, sizeof(struct obj_cgroup *), gfp,
3015                            slab_nid(slab));
3016         if (!vec)
3017                 return -ENOMEM;
3018
3019         memcg_data = (unsigned long) vec | MEMCG_DATA_OBJCGS;
3020         if (new_slab) {
3021                 /*
3022                  * If the slab is brand new and nobody can yet access its
3023                  * memcg_data, no synchronization is required and memcg_data can
3024                  * be simply assigned.
3025                  */
3026                 slab->memcg_data = memcg_data;
3027         } else if (cmpxchg(&slab->memcg_data, 0, memcg_data)) {
3028                 /*
3029                  * If the slab is already in use, somebody can allocate and
3030                  * assign obj_cgroups in parallel. In this case the existing
3031                  * objcg vector should be reused.
3032                  */
3033                 kfree(vec);
3034                 return 0;
3035         }
3036
3037         kmemleak_not_leak(vec);
3038         return 0;
3039 }
3040
3041 static __always_inline
3042 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj_folio(struct folio *folio, void *p)
3043 {
3044         /*
3045          * Slab objects are accounted individually, not per-page.
3046          * Memcg membership data for each individual object is saved in
3047          * slab->memcg_data.
3048          */
3049         if (folio_test_slab(folio)) {
3050                 struct obj_cgroup **objcgs;
3051                 struct slab *slab;
3052                 unsigned int off;
3053
3054                 slab = folio_slab(folio);
3055                 objcgs = slab_objcgs(slab);
3056                 if (!objcgs)
3057                         return NULL;
3058
3059                 off = obj_to_index(slab->slab_cache, slab, p);
3060                 if (objcgs[off])
3061                         return obj_cgroup_memcg(objcgs[off]);
3062
3063                 return NULL;
3064         }
3065
3066         /*
3067          * folio_memcg_check() is used here, because in theory we can encounter
3068          * a folio where the slab flag has been cleared already, but
3069          * slab->memcg_data has not been freed yet
3070          * folio_memcg_check() will guarantee that a proper memory
3071          * cgroup pointer or NULL will be returned.
3072          */
3073         return folio_memcg_check(folio);
3074 }
3075
3076 /*
3077  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3078  *
3079  * A passed kernel object can be a slab object, vmalloc object or a generic
3080  * kernel page, so different mechanisms for getting the memory cgroup pointer
3081  * should be used.
3082  *
3083  * In certain cases (e.g. kernel stacks or large kmallocs with SLUB) the caller
3084  * can not know for sure how the kernel object is implemented.
3085  * mem_cgroup_from_obj() can be safely used in such cases.
3086  *
3087  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3088  * cgroup_mutex, etc.
3089  */
3090 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_obj(void *p)
3091 {
3092         struct folio *folio;
3093
3094         if (mem_cgroup_disabled())
3095                 return NULL;
3096
3097         if (unlikely(is_vmalloc_addr(p)))
3098                 folio = page_folio(vmalloc_to_page(p));
3099         else
3100                 folio = virt_to_folio(p);
3101
3102         return mem_cgroup_from_obj_folio(folio, p);
3103 }
3104
3105 /*
3106  * Returns a pointer to the memory cgroup to which the kernel object is charged.
3107  * Similar to mem_cgroup_from_obj(), but faster and not suitable for objects,
3108  * allocated using vmalloc().
3109  *
3110  * A passed kernel object must be a slab object or a generic kernel page.
3111  *
3112  * The caller must ensure the memcg lifetime, e.g. by taking rcu_read_lock(),
3113  * cgroup_mutex, etc.
3114  */
3115 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_slab_obj(void *p)
3116 {
3117         if (mem_cgroup_disabled())
3118                 return NULL;
3119
3120         return mem_cgroup_from_obj_folio(virt_to_folio(p), p);
3121 }
3122
3123 static struct obj_cgroup *__get_obj_cgroup_from_memcg(struct mem_cgroup *memcg)
3124 {
3125         struct obj_cgroup *objcg = NULL;
3126
3127         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3128                 objcg = rcu_dereference(memcg->objcg);
3129                 if (likely(objcg && obj_cgroup_tryget(objcg)))
3130                         break;
3131                 objcg = NULL;
3132         }
3133         return objcg;
3134 }
3135
3136 static struct obj_cgroup *current_objcg_update(void)
3137 {
3138         struct mem_cgroup *memcg;
3139         struct obj_cgroup *old, *objcg = NULL;
3140
3141         do {
3142                 /* Atomically drop the update bit. */
3143                 old = xchg(&current->objcg, NULL);
3144                 if (old) {
3145                         old = (struct obj_cgroup *)
3146                                 ((unsigned long)old & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
3147                         if (old)
3148                                 obj_cgroup_put(old);
3149
3150                         old = NULL;
3151                 }
3152
3153                 /* If new objcg is NULL, no reason for the second atomic update. */
3154                 if (!current->mm || (current->flags & PF_KTHREAD))
3155                         return NULL;
3156
3157                 /*
3158                  * Release the objcg pointer from the previous iteration,
3159                  * if try_cmpxcg() below fails.
3160                  */
3161                 if (unlikely(objcg)) {
3162                         obj_cgroup_put(objcg);
3163                         objcg = NULL;
3164                 }
3165
3166                 /*
3167                  * Obtain the new objcg pointer. The current task can be
3168                  * asynchronously moved to another memcg and the previous
3169                  * memcg can be offlined. So let's get the memcg pointer
3170                  * and try get a reference to objcg under a rcu read lock.
3171                  */
3172
3173                 rcu_read_lock();
3174                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
3175                 objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3176                 rcu_read_unlock();
3177
3178                 /*
3179                  * Try set up a new objcg pointer atomically. If it
3180                  * fails, it means the update flag was set concurrently, so
3181                  * the whole procedure should be repeated.
3182                  */
3183         } while (!try_cmpxchg(&current->objcg, &old, objcg));
3184
3185         return objcg;
3186 }
3187
3188 __always_inline struct obj_cgroup *current_obj_cgroup(void)
3189 {
3190         struct mem_cgroup *memcg;
3191         struct obj_cgroup *objcg;
3192
3193         if (in_task()) {
3194                 memcg = current->active_memcg;
3195                 if (unlikely(memcg))
3196                         goto from_memcg;
3197
3198                 objcg = READ_ONCE(current->objcg);
3199                 if (unlikely((unsigned long)objcg & CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG))
3200                         objcg = current_objcg_update();
3201                 /*
3202                  * Objcg reference is kept by the task, so it's safe
3203                  * to use the objcg by the current task.
3204                  */
3205                 return objcg;
3206         }
3207
3208         memcg = this_cpu_read(int_active_memcg);
3209         if (unlikely(memcg))
3210                 goto from_memcg;
3211
3212         return NULL;
3213
3214 from_memcg:
3215         objcg = NULL;
3216         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
3217                 /*
3218                  * Memcg pointer is protected by scope (see set_active_memcg())
3219                  * and is pinning the corresponding objcg, so objcg can't go
3220                  * away and can be used within the scope without any additional
3221                  * protection.
3222                  */
3223                 objcg = rcu_dereference_check(memcg->objcg, 1);
3224                 if (likely(objcg))
3225                         break;
3226         }
3227
3228         return objcg;
3229 }
3230
3231 struct obj_cgroup *get_obj_cgroup_from_folio(struct folio *folio)
3232 {
3233         struct obj_cgroup *objcg;
3234
3235         if (!memcg_kmem_online())
3236                 return NULL;
3237
3238         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
3239                 objcg = __folio_objcg(folio);
3240                 obj_cgroup_get(objcg);
3241         } else {
3242                 struct mem_cgroup *memcg;
3243
3244                 rcu_read_lock();
3245                 memcg = __folio_memcg(folio);
3246                 if (memcg)
3247                         objcg = __get_obj_cgroup_from_memcg(memcg);
3248                 else
3249                         objcg = NULL;
3250                 rcu_read_unlock();
3251         }
3252         return objcg;
3253 }
3254
3255 static void memcg_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg, int nr_pages)
3256 {
3257         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_KMEM, nr_pages);
3258         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
3259                 if (nr_pages > 0)
3260                         page_counter_charge(&memcg->kmem, nr_pages);
3261                 else
3262                         page_counter_uncharge(&memcg->kmem, -nr_pages);
3263         }
3264 }
3265
3266
3267 /*
3268  * obj_cgroup_uncharge_pages: uncharge a number of kernel pages from a objcg
3269  * @objcg: object cgroup to uncharge
3270  * @nr_pages: number of pages to uncharge
3271  */
3272 static void obj_cgroup_uncharge_pages(struct obj_cgroup *objcg,
3273                                       unsigned int nr_pages)
3274 {
3275         struct mem_cgroup *memcg;
3276
3277         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3278
3279         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3280         refill_stock(memcg, nr_pages);
3281
3282         css_put(&memcg->css);
3283 }
3284
3285 /*
3286  * obj_cgroup_charge_pages: charge a number of kernel pages to a objcg
3287  * @objcg: object cgroup to charge
3288  * @gfp: reclaim mode
3289  * @nr_pages: number of pages to charge
3290  *
3291  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3292  */
3293 static int obj_cgroup_charge_pages(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp,
3294                                    unsigned int nr_pages)
3295 {
3296         struct mem_cgroup *memcg;
3297         int ret;
3298
3299         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
3300
3301         ret = try_charge_memcg(memcg, gfp, nr_pages);
3302         if (ret)
3303                 goto out;
3304
3305         memcg_account_kmem(memcg, nr_pages);
3306 out:
3307         css_put(&memcg->css);
3308
3309         return ret;
3310 }
3311
3312 /**
3313  * __memcg_kmem_charge_page: charge a kmem page to the current memory cgroup
3314  * @page: page to charge
3315  * @gfp: reclaim mode
3316  * @order: allocation order
3317  *
3318  * Returns 0 on success, an error code on failure.
3319  */
3320 int __memcg_kmem_charge_page(struct page *page, gfp_t gfp, int order)
3321 {
3322         struct obj_cgroup *objcg;
3323         int ret = 0;
3324
3325         objcg = current_obj_cgroup();
3326         if (objcg) {
3327                 ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, 1 << order);
3328                 if (!ret) {
3329                         obj_cgroup_get(objcg);
3330                         page->memcg_data = (unsigned long)objcg |
3331                                 MEMCG_DATA_KMEM;
3332                         return 0;
3333                 }
3334         }
3335         return ret;
3336 }
3337
3338 /**
3339  * __memcg_kmem_uncharge_page: uncharge a kmem page
3340  * @page: page to uncharge
3341  * @order: allocation order
3342  */
3343 void __memcg_kmem_uncharge_page(struct page *page, int order)
3344 {
3345         struct folio *folio = page_folio(page);
3346         struct obj_cgroup *objcg;
3347         unsigned int nr_pages = 1 << order;
3348
3349         if (!folio_memcg_kmem(folio))
3350                 return;
3351
3352         objcg = __folio_objcg(folio);
3353         obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3354         folio->memcg_data = 0;
3355         obj_cgroup_put(objcg);
3356 }
3357
3358 void mod_objcg_state(struct obj_cgroup *objcg, struct pglist_data *pgdat,
3359                      enum node_stat_item idx, int nr)
3360 {
3361         struct memcg_stock_pcp *stock;
3362         struct obj_cgroup *old = NULL;
3363         unsigned long flags;
3364         int *bytes;
3365
3366         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3367         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3368
3369         /*
3370          * Save vmstat data in stock and skip vmstat array update unless
3371          * accumulating over a page of vmstat data or when pgdat or idx
3372          * changes.
3373          */
3374         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) {
3375                 old = drain_obj_stock(stock);
3376                 obj_cgroup_get(objcg);
3377                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3378                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3379                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3380                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3381         } else if (stock->cached_pgdat != pgdat) {
3382                 /* Flush the existing cached vmstat data */
3383                 struct pglist_data *oldpg = stock->cached_pgdat;
3384
3385                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3386                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3387                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3388                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3389                 }
3390                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3391                         mod_objcg_mlstate(objcg, oldpg, NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3392                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3393                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3394                 }
3395                 stock->cached_pgdat = pgdat;
3396         }
3397
3398         bytes = (idx == NR_SLAB_RECLAIMABLE_B) ? &stock->nr_slab_reclaimable_b
3399                                                : &stock->nr_slab_unreclaimable_b;
3400         /*
3401          * Even for large object >= PAGE_SIZE, the vmstat data will still be
3402          * cached locally at least once before pushing it out.
3403          */
3404         if (!*bytes) {
3405                 *bytes = nr;
3406                 nr = 0;
3407         } else {
3408                 *bytes += nr;
3409                 if (abs(*bytes) > PAGE_SIZE) {
3410                         nr = *bytes;
3411                         *bytes = 0;
3412                 } else {
3413                         nr = 0;
3414                 }
3415         }
3416         if (nr)
3417                 mod_objcg_mlstate(objcg, pgdat, idx, nr);
3418
3419         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3420         if (old)
3421                 obj_cgroup_put(old);
3422 }
3423
3424 static bool consume_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes)
3425 {
3426         struct memcg_stock_pcp *stock;
3427         unsigned long flags;
3428         bool ret = false;
3429
3430         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3431
3432         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3433         if (objcg == READ_ONCE(stock->cached_objcg) && stock->nr_bytes >= nr_bytes) {
3434                 stock->nr_bytes -= nr_bytes;
3435                 ret = true;
3436         }
3437
3438         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3439
3440         return ret;
3441 }
3442
3443 static struct obj_cgroup *drain_obj_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
3444 {
3445         struct obj_cgroup *old = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3446
3447         if (!old)
3448                 return NULL;
3449
3450         if (stock->nr_bytes) {
3451                 unsigned int nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3452                 unsigned int nr_bytes = stock->nr_bytes & (PAGE_SIZE - 1);
3453
3454                 if (nr_pages) {
3455                         struct mem_cgroup *memcg;
3456
3457                         memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(old);
3458
3459                         memcg_account_kmem(memcg, -nr_pages);
3460                         __refill_stock(memcg, nr_pages);
3461
3462                         css_put(&memcg->css);
3463                 }
3464
3465                 /*
3466                  * The leftover is flushed to the centralized per-memcg value.
3467                  * On the next attempt to refill obj stock it will be moved
3468                  * to a per-cpu stock (probably, on an other CPU), see
3469                  * refill_obj_stock().
3470                  *
3471                  * How often it's flushed is a trade-off between the memory
3472                  * limit enforcement accuracy and potential CPU contention,
3473                  * so it might be changed in the future.
3474                  */
3475                 atomic_add(nr_bytes, &old->nr_charged_bytes);
3476                 stock->nr_bytes = 0;
3477         }
3478
3479         /*
3480          * Flush the vmstat data in current stock
3481          */
3482         if (stock->nr_slab_reclaimable_b || stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3483                 if (stock->nr_slab_reclaimable_b) {
3484                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3485                                           NR_SLAB_RECLAIMABLE_B,
3486                                           stock->nr_slab_reclaimable_b);
3487                         stock->nr_slab_reclaimable_b = 0;
3488                 }
3489                 if (stock->nr_slab_unreclaimable_b) {
3490                         mod_objcg_mlstate(old, stock->cached_pgdat,
3491                                           NR_SLAB_UNRECLAIMABLE_B,
3492                                           stock->nr_slab_unreclaimable_b);
3493                         stock->nr_slab_unreclaimable_b = 0;
3494                 }
3495                 stock->cached_pgdat = NULL;
3496         }
3497
3498         WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, NULL);
3499         /*
3500          * The `old' objects needs to be released by the caller via
3501          * obj_cgroup_put() outside of memcg_stock_pcp::stock_lock.
3502          */
3503         return old;
3504 }
3505
3506 static bool obj_stock_flush_required(struct memcg_stock_pcp *stock,
3507                                      struct mem_cgroup *root_memcg)
3508 {
3509         struct obj_cgroup *objcg = READ_ONCE(stock->cached_objcg);
3510         struct mem_cgroup *memcg;
3511
3512         if (objcg) {
3513                 memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
3514                 if (memcg && mem_cgroup_is_descendant(memcg, root_memcg))
3515                         return true;
3516         }
3517
3518         return false;
3519 }
3520
3521 static void refill_obj_stock(struct obj_cgroup *objcg, unsigned int nr_bytes,
3522                              bool allow_uncharge)
3523 {
3524         struct memcg_stock_pcp *stock;
3525         struct obj_cgroup *old = NULL;
3526         unsigned long flags;
3527         unsigned int nr_pages = 0;
3528
3529         local_lock_irqsave(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3530
3531         stock = this_cpu_ptr(&memcg_stock);
3532         if (READ_ONCE(stock->cached_objcg) != objcg) { /* reset if necessary */
3533                 old = drain_obj_stock(stock);
3534                 obj_cgroup_get(objcg);
3535                 WRITE_ONCE(stock->cached_objcg, objcg);
3536                 stock->nr_bytes = atomic_read(&objcg->nr_charged_bytes)
3537                                 ? atomic_xchg(&objcg->nr_charged_bytes, 0) : 0;
3538                 allow_uncharge = true;  /* Allow uncharge when objcg changes */
3539         }
3540         stock->nr_bytes += nr_bytes;
3541
3542         if (allow_uncharge && (stock->nr_bytes > PAGE_SIZE)) {
3543                 nr_pages = stock->nr_bytes >> PAGE_SHIFT;
3544                 stock->nr_bytes &= (PAGE_SIZE - 1);
3545         }
3546
3547         local_unlock_irqrestore(&memcg_stock.stock_lock, flags);
3548         if (old)
3549                 obj_cgroup_put(old);
3550
3551         if (nr_pages)
3552                 obj_cgroup_uncharge_pages(objcg, nr_pages);
3553 }
3554
3555 int obj_cgroup_charge(struct obj_cgroup *objcg, gfp_t gfp, size_t size)
3556 {
3557         unsigned int nr_pages, nr_bytes;
3558         int ret;
3559
3560         if (consume_obj_stock(objcg, size))
3561                 return 0;
3562
3563         /*
3564          * In theory, objcg->nr_charged_bytes can have enough
3565          * pre-charged bytes to satisfy the allocation. However,
3566          * flushing objcg->nr_charged_bytes requires two atomic
3567          * operations, and objcg->nr_charged_bytes can't be big.
3568          * The shared objcg->nr_charged_bytes can also become a
3569          * performance bottleneck if all tasks of the same memcg are
3570          * trying to update it. So it's better to ignore it and try
3571          * grab some new pages. The stock's nr_bytes will be flushed to
3572          * objcg->nr_charged_bytes later on when objcg changes.
3573          *
3574          * The stock's nr_bytes may contain enough pre-charged bytes
3575          * to allow one less page from being charged, but we can't rely
3576          * on the pre-charged bytes not being changed outside of
3577          * consume_obj_stock() or refill_obj_stock(). So ignore those
3578          * pre-charged bytes as well when charging pages. To avoid a
3579          * page uncharge right after a page charge, we set the
3580          * allow_uncharge flag to false when calling refill_obj_stock()
3581          * to temporarily allow the pre-charged bytes to exceed the page
3582          * size limit. The maximum reachable value of the pre-charged
3583          * bytes is (sizeof(object) + PAGE_SIZE - 2) if there is no data
3584          * race.
3585          */
3586         nr_pages = size >> PAGE_SHIFT;
3587         nr_bytes = size & (PAGE_SIZE - 1);
3588
3589         if (nr_bytes)
3590                 nr_pages += 1;
3591
3592         ret = obj_cgroup_charge_pages(objcg, gfp, nr_pages);
3593         if (!ret && nr_bytes)
3594                 refill_obj_stock(objcg, PAGE_SIZE - nr_bytes, false);
3595
3596         return ret;
3597 }
3598
3599 void obj_cgroup_uncharge(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
3600 {
3601         refill_obj_stock(objcg, size, true);
3602 }
3603
3604 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3605
3606 /*
3607  * Because page_memcg(head) is not set on tails, set it now.
3608  */
3609 void split_page_memcg(struct page *head, unsigned int nr)
3610 {
3611         struct folio *folio = page_folio(head);
3612         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
3613         int i;
3614
3615         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg)
3616                 return;
3617
3618         for (i = 1; i < nr; i++)
3619                 folio_page(folio, i)->memcg_data = folio->memcg_data;
3620
3621         if (folio_memcg_kmem(folio))
3622                 obj_cgroup_get_many(__folio_objcg(folio), nr - 1);
3623         else
3624                 css_get_many(&memcg->css, nr - 1);
3625 }
3626
3627 #ifdef CONFIG_SWAP
3628 /**
3629  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3630  * @entry: swap entry to be moved
3631  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3632  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3633  *
3634  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3635  * as the mem_cgroup's id of @from.
3636  *
3637  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3638  *
3639  * The caller must have charged to @to, IOW, called page_counter_charge() about
3640  * both res and memsw, and called css_get().
3641  */
3642 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3643                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3644 {
3645         unsigned short old_id, new_id;
3646
3647         old_id = mem_cgroup_id(from);
3648         new_id = mem_cgroup_id(to);
3649
3650         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3651                 mod_memcg_state(from, MEMCG_SWAP, -1);
3652                 mod_memcg_state(to, MEMCG_SWAP, 1);
3653                 return 0;
3654         }
3655         return -EINVAL;
3656 }
3657 #else
3658 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3659                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3660 {
3661         return -EINVAL;
3662 }
3663 #endif
3664
3665 static DEFINE_MUTEX(memcg_max_mutex);
3666
3667 static int mem_cgroup_resize_max(struct mem_cgroup *memcg,
3668                                  unsigned long max, bool memsw)
3669 {
3670         bool enlarge = false;
3671         bool drained = false;
3672         int ret;
3673         bool limits_invariant;
3674         struct page_counter *counter = memsw ? &memcg->memsw : &memcg->memory;
3675
3676         do {
3677                 if (signal_pending(current)) {
3678                         ret = -EINTR;
3679                         break;
3680                 }
3681
3682                 mutex_lock(&memcg_max_mutex);
3683                 /*
3684                  * Make sure that the new limit (memsw or memory limit) doesn't
3685                  * break our basic invariant rule memory.max <= memsw.max.
3686                  */
3687                 limits_invariant = memsw ? max >= READ_ONCE(memcg->memory.max) :
3688                                            max <= memcg->memsw.max;
3689                 if (!limits_invariant) {
3690                         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3691                         ret = -EINVAL;
3692                         break;
3693                 }
3694                 if (max > counter->max)
3695                         enlarge = true;
3696                 ret = page_counter_set_max(counter, max);
3697                 mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
3698
3699                 if (!ret)
3700                         break;
3701
3702                 if (!drained) {
3703                         drain_all_stock(memcg);
3704                         drained = true;
3705                         continue;
3706                 }
3707
3708                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3709                                         memsw ? 0 : MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP)) {
3710                         ret = -EBUSY;
3711                         break;
3712                 }
3713         } while (true);
3714
3715         if (!ret && enlarge)
3716                 memcg_oom_recover(memcg);
3717
3718         return ret;
3719 }
3720
3721 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(pg_data_t *pgdat, int order,
3722                                             gfp_t gfp_mask,
3723                                             unsigned long *total_scanned)
3724 {
3725         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3726         struct mem_cgroup_per_node *mz, *next_mz = NULL;
3727         unsigned long reclaimed;
3728         int loop = 0;
3729         struct mem_cgroup_tree_per_node *mctz;
3730         unsigned long excess;
3731
3732         if (lru_gen_enabled())
3733                 return 0;
3734
3735         if (order > 0)
3736                 return 0;
3737
3738         mctz = soft_limit_tree.rb_tree_per_node[pgdat->node_id];
3739
3740         /*
3741          * Do not even bother to check the largest node if the root
3742          * is empty. Do it lockless to prevent lock bouncing. Races
3743          * are acceptable as soft limit is best effort anyway.
3744          */
3745         if (!mctz || RB_EMPTY_ROOT(&mctz->rb_root))
3746                 return 0;
3747
3748         /*
3749          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3750          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3751          * pressure
3752          */
3753         do {
3754                 if (next_mz)
3755                         mz = next_mz;
3756                 else
3757                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3758                 if (!mz)
3759                         break;
3760
3761                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, pgdat,
3762                                                     gfp_mask, total_scanned);
3763                 nr_reclaimed += reclaimed;
3764                 spin_lock_irq(&mctz->lock);
3765
3766                 /*
3767                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3768                  * it is time to move on to the next cgroup
3769                  */
3770                 next_mz = NULL;
3771                 if (!reclaimed)
3772                         next_mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3773
3774                 excess = soft_limit_excess(mz->memcg);
3775                 /*
3776                  * One school of thought says that we should not add
3777                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3778                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3779                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3780                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3781                  * term TODO.
3782                  */
3783                 /* If excess == 0, no tree ops */
3784                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz, mctz, excess);
3785                 spin_unlock_irq(&mctz->lock);
3786                 css_put(&mz->memcg->css);
3787                 loop++;
3788                 /*
3789                  * Could not reclaim anything and there are no more
3790                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3791                  * reclaiming anything.
3792                  */
3793                 if (!nr_reclaimed &&
3794                         (next_mz == NULL ||
3795                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3796                         break;
3797         } while (!nr_reclaimed);
3798         if (next_mz)
3799                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3800         return nr_reclaimed;
3801 }
3802
3803 /*
3804  * Reclaims as many pages from the given memcg as possible.
3805  *
3806  * Caller is responsible for holding css reference for memcg.
3807  */
3808 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg)
3809 {
3810         int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
3811
3812         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3813         lru_add_drain_all();
3814
3815         drain_all_stock(memcg);
3816
3817         /* try to free all pages in this cgroup */
3818         while (nr_retries && page_counter_read(&memcg->memory)) {
3819                 if (signal_pending(current))
3820                         return -EINTR;
3821
3822                 if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, 1, GFP_KERNEL,
3823                                                   MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
3824                         nr_retries--;
3825         }
3826
3827         return 0;
3828 }
3829
3830 static ssize_t mem_cgroup_force_empty_write(struct kernfs_open_file *of,
3831                                             char *buf, size_t nbytes,
3832                                             loff_t off)
3833 {
3834         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
3835
3836         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
3837                 return -EINVAL;
3838         return mem_cgroup_force_empty(memcg) ?: nbytes;
3839 }
3840
3841 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup_subsys_state *css,
3842                                      struct cftype *cft)
3843 {
3844         return 1;
3845 }
3846
3847 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup_subsys_state *css,
3848                                       struct cftype *cft, u64 val)
3849 {
3850         if (val == 1)
3851                 return 0;
3852
3853         pr_warn_once("Non-hierarchical mode is deprecated. "
3854                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
3855                      "depend on this functionality.\n");
3856
3857         return -EINVAL;
3858 }
3859
3860 static unsigned long mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3861 {
3862         unsigned long val;
3863
3864         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3865                 /*
3866                  * Approximate root's usage from global state. This isn't
3867                  * perfect, but the root usage was always an approximation.
3868                  */
3869                 val = global_node_page_state(NR_FILE_PAGES) +
3870                         global_node_page_state(NR_ANON_MAPPED);
3871                 if (swap)
3872                         val += total_swap_pages - get_nr_swap_pages();
3873         } else {
3874                 if (!swap)
3875                         val = page_counter_read(&memcg->memory);
3876                 else
3877                         val = page_counter_read(&memcg->memsw);
3878         }
3879         return val;
3880 }
3881
3882 enum {
3883         RES_USAGE,
3884         RES_LIMIT,
3885         RES_MAX_USAGE,
3886         RES_FAILCNT,
3887         RES_SOFT_LIMIT,
3888 };
3889
3890 static u64 mem_cgroup_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
3891                                struct cftype *cft)
3892 {
3893         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
3894         struct page_counter *counter;
3895
3896         switch (MEMFILE_TYPE(cft->private)) {
3897         case _MEM:
3898                 counter = &memcg->memory;
3899                 break;
3900         case _MEMSWAP:
3901                 counter = &memcg->memsw;
3902                 break;
3903         case _KMEM:
3904                 counter = &memcg->kmem;
3905                 break;
3906         case _TCP:
3907                 counter = &memcg->tcpmem;
3908                 break;
3909         default:
3910                 BUG();
3911         }
3912
3913         switch (MEMFILE_ATTR(cft->private)) {
3914         case RES_USAGE:
3915                 if (counter == &memcg->memory)
3916                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, false) * PAGE_SIZE;
3917                 if (counter == &memcg->memsw)
3918                         return (u64)mem_cgroup_usage(memcg, true) * PAGE_SIZE;
3919                 return (u64)page_counter_read(counter) * PAGE_SIZE;
3920         case RES_LIMIT:
3921                 return (u64)counter->max * PAGE_SIZE;
3922         case RES_MAX_USAGE:
3923                 return (u64)counter->watermark * PAGE_SIZE;
3924         case RES_FAILCNT:
3925                 return counter->failcnt;
3926         case RES_SOFT_LIMIT:
3927                 return (u64)READ_ONCE(memcg->soft_limit) * PAGE_SIZE;
3928         default:
3929                 BUG();
3930         }
3931 }
3932
3933 /*
3934  * This function doesn't do anything useful. Its only job is to provide a read
3935  * handler for a file so that cgroup_file_mode() will add read permissions.
3936  */
3937 static int mem_cgroup_dummy_seq_show(__always_unused struct seq_file *m,
3938                                      __always_unused void *v)
3939 {
3940         return -EINVAL;
3941 }
3942
3943 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
3944 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3945 {
3946         struct obj_cgroup *objcg;
3947
3948         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3949                 return 0;
3950
3951         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3952                 return 0;
3953
3954         objcg = obj_cgroup_alloc();
3955         if (!objcg)
3956                 return -ENOMEM;
3957
3958         objcg->memcg = memcg;
3959         rcu_assign_pointer(memcg->objcg, objcg);
3960         obj_cgroup_get(objcg);
3961         memcg->orig_objcg = objcg;
3962
3963         static_branch_enable(&memcg_kmem_online_key);
3964
3965         memcg->kmemcg_id = memcg->id.id;
3966
3967         return 0;
3968 }
3969
3970 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3971 {
3972         struct mem_cgroup *parent;
3973
3974         if (mem_cgroup_kmem_disabled())
3975                 return;
3976
3977         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
3978                 return;
3979
3980         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
3981         if (!parent)
3982                 parent = root_mem_cgroup;
3983
3984         memcg_reparent_objcgs(memcg, parent);
3985
3986         /*
3987          * After we have finished memcg_reparent_objcgs(), all list_lrus
3988          * corresponding to this cgroup are guaranteed to remain empty.
3989          * The ordering is imposed by list_lru_node->lock taken by
3990          * memcg_reparent_list_lrus().
3991          */
3992         memcg_reparent_list_lrus(memcg, parent);
3993 }
3994 #else
3995 static int memcg_online_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
3996 {
3997         return 0;
3998 }
3999 static void memcg_offline_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
4000 {
4001 }
4002 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
4003
4004 static int memcg_update_tcp_max(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long max)
4005 {
4006         int ret;
4007
4008         mutex_lock(&memcg_max_mutex);
4009
4010         ret = page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, max);
4011         if (ret)
4012                 goto out;
4013
4014         if (!memcg->tcpmem_active) {
4015                 /*
4016                  * The active flag needs to be written after the static_key
4017                  * update. This is what guarantees that the socket activation
4018                  * function is the last one to run. See mem_cgroup_sk_alloc()
4019                  * for details, and note that we don't mark any socket as
4020                  * belonging to this memcg until that flag is up.
4021                  *
4022                  * We need to do this, because static_keys will span multiple
4023                  * sites, but we can't control their order. If we mark a socket
4024                  * as accounted, but the accounting functions are not patched in
4025                  * yet, we'll lose accounting.
4026                  *
4027                  * We never race with the readers in mem_cgroup_sk_alloc(),
4028                  * because when this value change, the code to process it is not
4029                  * patched in yet.
4030                  */
4031                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
4032                 memcg->tcpmem_active = true;
4033         }
4034 out:
4035         mutex_unlock(&memcg_max_mutex);
4036         return ret;
4037 }
4038
4039 /*
4040  * The user of this function is...
4041  * RES_LIMIT.
4042  */
4043 static ssize_t mem_cgroup_write(struct kernfs_open_file *of,
4044                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
4045 {
4046         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4047         unsigned long nr_pages;
4048         int ret;
4049
4050         buf = strstrip(buf);
4051         ret = page_counter_memparse(buf, "-1", &nr_pages);
4052         if (ret)
4053                 return ret;
4054
4055         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4056         case RES_LIMIT:
4057                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
4058                         ret = -EINVAL;
4059                         break;
4060                 }
4061                 switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4062                 case _MEM:
4063                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, false);
4064                         break;
4065                 case _MEMSWAP:
4066                         ret = mem_cgroup_resize_max(memcg, nr_pages, true);
4067                         break;
4068                 case _KMEM:
4069                         pr_warn_once("kmem.limit_in_bytes is deprecated and will be removed. "
4070                                      "Writing any value to this file has no effect. "
4071                                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4072                                      "depend on this functionality.\n");
4073                         ret = 0;
4074                         break;
4075                 case _TCP:
4076                         ret = memcg_update_tcp_max(memcg, nr_pages);
4077                         break;
4078                 }
4079                 break;
4080         case RES_SOFT_LIMIT:
4081                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT)) {
4082                         ret = -EOPNOTSUPP;
4083                 } else {
4084                         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, nr_pages);
4085                         ret = 0;
4086                 }
4087                 break;
4088         }
4089         return ret ?: nbytes;
4090 }
4091
4092 static ssize_t mem_cgroup_reset(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
4093                                 size_t nbytes, loff_t off)
4094 {
4095         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
4096         struct page_counter *counter;
4097
4098         switch (MEMFILE_TYPE(of_cft(of)->private)) {
4099         case _MEM:
4100                 counter = &memcg->memory;
4101                 break;
4102         case _MEMSWAP:
4103                 counter = &memcg->memsw;
4104                 break;
4105         case _KMEM:
4106                 counter = &memcg->kmem;
4107                 break;
4108         case _TCP:
4109                 counter = &memcg->tcpmem;
4110                 break;
4111         default:
4112                 BUG();
4113         }
4114
4115         switch (MEMFILE_ATTR(of_cft(of)->private)) {
4116         case RES_MAX_USAGE:
4117                 page_counter_reset_watermark(counter);
4118                 break;
4119         case RES_FAILCNT:
4120                 counter->failcnt = 0;
4121                 break;
4122         default:
4123                 BUG();
4124         }
4125
4126         return nbytes;
4127 }
4128
4129 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4130                                         struct cftype *cft)
4131 {
4132         return mem_cgroup_from_css(css)->move_charge_at_immigrate;
4133 }
4134
4135 #ifdef CONFIG_MMU
4136 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4137                                         struct cftype *cft, u64 val)
4138 {
4139         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4140
4141         pr_warn_once("Cgroup memory moving (move_charge_at_immigrate) is deprecated. "
4142                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
4143                      "depend on this functionality.\n");
4144
4145         if (val & ~MOVE_MASK)
4146                 return -EINVAL;
4147
4148         /*
4149          * No kind of locking is needed in here, because ->can_attach() will
4150          * check this value once in the beginning of the process, and then carry
4151          * on with stale data. This means that changes to this value will only
4152          * affect task migrations starting after the change.
4153          */
4154         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4155         return 0;
4156 }
4157 #else
4158 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4159                                         struct cftype *cft, u64 val)
4160 {
4161         return -ENOSYS;
4162 }
4163 #endif
4164
4165 #ifdef CONFIG_NUMA
4166
4167 #define LRU_ALL_FILE (BIT(LRU_INACTIVE_FILE) | BIT(LRU_ACTIVE_FILE))
4168 #define LRU_ALL_ANON (BIT(LRU_INACTIVE_ANON) | BIT(LRU_ACTIVE_ANON))
4169 #define LRU_ALL      ((1 << NR_LRU_LISTS) - 1)
4170
4171 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4172                                 int nid, unsigned int lru_mask, bool tree)
4173 {
4174         struct lruvec *lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
4175         unsigned long nr = 0;
4176         enum lru_list lru;
4177
4178         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
4179
4180         for_each_lru(lru) {
4181                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4182                         continue;
4183                 if (tree)
4184                         nr += lruvec_page_state(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4185                 else
4186                         nr += lruvec_page_state_local(lruvec, NR_LRU_BASE + lru);
4187         }
4188         return nr;
4189 }
4190
4191 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
4192                                              unsigned int lru_mask,
4193                                              bool tree)
4194 {
4195         unsigned long nr = 0;
4196         enum lru_list lru;
4197
4198         for_each_lru(lru) {
4199                 if (!(BIT(lru) & lru_mask))
4200                         continue;
4201                 if (tree)
4202                         nr += memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4203                 else
4204                         nr += memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + lru);
4205         }
4206         return nr;
4207 }
4208
4209 static int memcg_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
4210 {
4211         struct numa_stat {
4212                 const char *name;
4213                 unsigned int lru_mask;
4214         };
4215
4216         static const struct numa_stat stats[] = {
4217                 { "total", LRU_ALL },
4218                 { "file", LRU_ALL_FILE },
4219                 { "anon", LRU_ALL_ANON },
4220                 { "unevictable", BIT(LRU_UNEVICTABLE) },
4221         };
4222         const struct numa_stat *stat;
4223         int nid;
4224         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
4225
4226         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4227
4228         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4229                 seq_printf(m, "%s=%lu", stat->name,
4230                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4231                                                    false));
4232                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4233                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4234                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4235                                                         stat->lru_mask, false));
4236                 seq_putc(m, '\n');
4237         }
4238
4239         for (stat = stats; stat < stats + ARRAY_SIZE(stats); stat++) {
4240
4241                 seq_printf(m, "hierarchical_%s=%lu", stat->name,
4242                            mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, stat->lru_mask,
4243                                                    true));
4244                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
4245                         seq_printf(m, " N%d=%lu", nid,
4246                                    mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4247                                                         stat->lru_mask, true));
4248                 seq_putc(m, '\n');
4249         }
4250
4251         return 0;
4252 }
4253 #endif /* CONFIG_NUMA */
4254
4255 static const unsigned int memcg1_stats[] = {
4256         NR_FILE_PAGES,
4257         NR_ANON_MAPPED,
4258 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4259         NR_ANON_THPS,
4260 #endif
4261         NR_SHMEM,
4262         NR_FILE_MAPPED,
4263         NR_FILE_DIRTY,
4264         NR_WRITEBACK,
4265         WORKINGSET_REFAULT_ANON,
4266         WORKINGSET_REFAULT_FILE,
4267 #ifdef CONFIG_SWAP
4268         MEMCG_SWAP,
4269         NR_SWAPCACHE,
4270 #endif
4271 };
4272
4273 static const char *const memcg1_stat_names[] = {
4274         "cache",
4275         "rss",
4276 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
4277         "rss_huge",
4278 #endif
4279         "shmem",
4280         "mapped_file",
4281         "dirty",
4282         "writeback",
4283         "workingset_refault_anon",
4284         "workingset_refault_file",
4285 #ifdef CONFIG_SWAP
4286         "swap",
4287         "swapcached",
4288 #endif
4289 };
4290
4291 /* Universal VM events cgroup1 shows, original sort order */
4292 static const unsigned int memcg1_events[] = {
4293         PGPGIN,
4294         PGPGOUT,
4295         PGFAULT,
4296         PGMAJFAULT,
4297 };
4298
4299 static void memcg1_stat_format(struct mem_cgroup *memcg, struct seq_buf *s)
4300 {
4301         unsigned long memory, memsw;
4302         struct mem_cgroup *mi;
4303         unsigned int i;
4304
4305         BUILD_BUG_ON(ARRAY_SIZE(memcg1_stat_names) != ARRAY_SIZE(memcg1_stats));
4306
4307         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4308
4309         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4310                 unsigned long nr;
4311
4312                 nr = memcg_page_state_local_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4313                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", memcg1_stat_names[i], nr);
4314         }
4315
4316         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4317                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", vm_event_name(memcg1_events[i]),
4318                                memcg_events_local(memcg, memcg1_events[i]));
4319
4320         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4321                 seq_buf_printf(s, "%s %lu\n", lru_list_name(i),
4322                                memcg_page_state_local(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4323                                PAGE_SIZE);
4324
4325         /* Hierarchical information */
4326         memory = memsw = PAGE_COUNTER_MAX;
4327         for (mi = memcg; mi; mi = parent_mem_cgroup(mi)) {
4328                 memory = min(memory, READ_ONCE(mi->memory.max));
4329                 memsw = min(memsw, READ_ONCE(mi->memsw.max));
4330         }
4331         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memory_limit %llu\n",
4332                        (u64)memory * PAGE_SIZE);
4333         seq_buf_printf(s, "hierarchical_memsw_limit %llu\n",
4334                        (u64)memsw * PAGE_SIZE);
4335
4336         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_stats); i++) {
4337                 unsigned long nr;
4338
4339                 nr = memcg_page_state_output(memcg, memcg1_stats[i]);
4340                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", memcg1_stat_names[i],
4341                                (u64)nr);
4342         }
4343
4344         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memcg1_events); i++)
4345                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n",
4346                                vm_event_name(memcg1_events[i]),
4347                                (u64)memcg_events(memcg, memcg1_events[i]));
4348
4349         for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
4350                 seq_buf_printf(s, "total_%s %llu\n", lru_list_name(i),
4351                                (u64)memcg_page_state(memcg, NR_LRU_BASE + i) *
4352                                PAGE_SIZE);
4353
4354 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4355         {
4356                 pg_data_t *pgdat;
4357                 struct mem_cgroup_per_node *mz;
4358                 unsigned long anon_cost = 0;
4359                 unsigned long file_cost = 0;
4360
4361                 for_each_online_pgdat(pgdat) {
4362                         mz = memcg->nodeinfo[pgdat->node_id];
4363
4364                         anon_cost += mz->lruvec.anon_cost;
4365                         file_cost += mz->lruvec.file_cost;
4366                 }
4367                 seq_buf_printf(s, "anon_cost %lu\n", anon_cost);
4368                 seq_buf_printf(s, "file_cost %lu\n", file_cost);
4369         }
4370 #endif
4371 }
4372
4373 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup_subsys_state *css,
4374                                       struct cftype *cft)
4375 {
4376         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4377
4378         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4379 }
4380
4381 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4382                                        struct cftype *cft, u64 val)
4383 {
4384         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4385
4386         if (val > 200)
4387                 return -EINVAL;
4388
4389         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
4390                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, val);
4391         else
4392                 WRITE_ONCE(vm_swappiness, val);
4393
4394         return 0;
4395 }
4396
4397 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4398 {
4399         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4400         unsigned long usage;
4401         int i;
4402
4403         rcu_read_lock();
4404         if (!swap)
4405                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4406         else
4407                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4408
4409         if (!t)
4410                 goto unlock;
4411
4412         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4413
4414         /*
4415          * current_threshold points to threshold just below or equal to usage.
4416          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4417          * call of __mem_cgroup_threshold().
4418          */
4419         i = t->current_threshold;
4420
4421         /*
4422          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4423          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4424          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4425          * only one element of the array here.
4426          */
4427         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4428                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd);
4429
4430         /* i = current_threshold + 1 */
4431         i++;
4432
4433         /*
4434          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4435          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4436          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4437          * only one element of the array here.
4438          */
4439         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4440                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd);
4441
4442         /* Update current_threshold */
4443         t->current_threshold = i - 1;
4444 unlock:
4445         rcu_read_unlock();
4446 }
4447
4448 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4449 {
4450         while (memcg) {
4451                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4452                 if (do_memsw_account())
4453                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4454
4455                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4456         }
4457 }
4458
4459 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4460 {
4461         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4462         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4463
4464         if (_a->threshold > _b->threshold)
4465                 return 1;
4466
4467         if (_a->threshold < _b->threshold)
4468                 return -1;
4469
4470         return 0;
4471 }
4472
4473 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4474 {
4475         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4476
4477         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4478
4479         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4480                 eventfd_signal(ev->eventfd);
4481
4482         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4483         return 0;
4484 }
4485
4486 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4487 {
4488         struct mem_cgroup *iter;
4489
4490         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4491                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4492 }
4493
4494 static int __mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4495         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args, enum res_type type)
4496 {
4497         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4498         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4499         unsigned long threshold;
4500         unsigned long usage;
4501         int i, size, ret;
4502
4503         ret = page_counter_memparse(args, "-1", &threshold);
4504         if (ret)
4505                 return ret;
4506
4507         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4508
4509         if (type == _MEM) {
4510                 thresholds = &memcg->thresholds;
4511                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4512         } else if (type == _MEMSWAP) {
4513                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4514                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4515         } else
4516                 BUG();
4517
4518         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4519         if (thresholds->primary)
4520                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4521
4522         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4523
4524         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4525         new = kmalloc(struct_size(new, entries, size), GFP_KERNEL);
4526         if (!new) {
4527                 ret = -ENOMEM;
4528                 goto unlock;
4529         }
4530         new->size = size;
4531
4532         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4533         if (thresholds->primary)
4534                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries,
4535                        flex_array_size(new, entries, size - 1));
4536
4537         /* Add new threshold */
4538         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4539         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4540
4541         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4542         sort(new->entries, size, sizeof(*new->entries),
4543                         compare_thresholds, NULL);
4544
4545         /* Find current threshold */
4546         new->current_threshold = -1;
4547         for (i = 0; i < size; i++) {
4548                 if (new->entries[i].threshold <= usage) {
4549                         /*
4550                          * new->current_threshold will not be used until
4551                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4552                          * it here.
4553                          */
4554                         ++new->current_threshold;
4555                 } else
4556                         break;
4557         }
4558
4559         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4560         kfree(thresholds->spare);
4561         thresholds->spare = thresholds->primary;
4562
4563         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4564
4565         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4566         synchronize_rcu();
4567
4568 unlock:
4569         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4570
4571         return ret;
4572 }
4573
4574 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4575         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4576 {
4577         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEM);
4578 }
4579
4580 static int memsw_cgroup_usage_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4581         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4582 {
4583         return __mem_cgroup_usage_register_event(memcg, eventfd, args, _MEMSWAP);
4584 }
4585
4586 static void __mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4587         struct eventfd_ctx *eventfd, enum res_type type)
4588 {
4589         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4590         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4591         unsigned long usage;
4592         int i, j, size, entries;
4593
4594         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4595
4596         if (type == _MEM) {
4597                 thresholds = &memcg->thresholds;
4598                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, false);
4599         } else if (type == _MEMSWAP) {
4600                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4601                 usage = mem_cgroup_usage(memcg, true);
4602         } else
4603                 BUG();
4604
4605         if (!thresholds->primary)
4606                 goto unlock;
4607
4608         /* Check if a threshold crossed before removing */
4609         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4610
4611         /* Calculate new number of threshold */
4612         size = entries = 0;
4613         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4614                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4615                         size++;
4616                 else
4617                         entries++;
4618         }
4619
4620         new = thresholds->spare;
4621
4622         /* If no items related to eventfd have been cleared, nothing to do */
4623         if (!entries)
4624                 goto unlock;
4625
4626         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4627         if (!size) {
4628                 kfree(new);
4629                 new = NULL;
4630                 goto swap_buffers;
4631         }
4632
4633         new->size = size;
4634
4635         /* Copy thresholds and find current threshold */
4636         new->current_threshold = -1;
4637         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4638                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4639                         continue;
4640
4641                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4642                 if (new->entries[j].threshold <= usage) {
4643                         /*
4644                          * new->current_threshold will not be used
4645                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4646                          * it here.
4647                          */
4648                         ++new->current_threshold;
4649                 }
4650                 j++;
4651         }
4652
4653 swap_buffers:
4654         /* Swap primary and spare array */
4655         thresholds->spare = thresholds->primary;
4656
4657         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4658
4659         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4660         synchronize_rcu();
4661
4662         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4663         if (!new) {
4664                 kfree(thresholds->spare);
4665                 thresholds->spare = NULL;
4666         }
4667 unlock:
4668         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4669 }
4670
4671 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4672         struct eventfd_ctx *eventfd)
4673 {
4674         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEM);
4675 }
4676
4677 static void memsw_cgroup_usage_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4678         struct eventfd_ctx *eventfd)
4679 {
4680         return __mem_cgroup_usage_unregister_event(memcg, eventfd, _MEMSWAP);
4681 }
4682
4683 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct mem_cgroup *memcg,
4684         struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4685 {
4686         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4687
4688         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4689         if (!event)
4690                 return -ENOMEM;
4691
4692         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4693
4694         event->eventfd = eventfd;
4695         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4696
4697         /* already in OOM ? */
4698         if (memcg->under_oom)
4699                 eventfd_signal(eventfd);
4700         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4701
4702         return 0;
4703 }
4704
4705 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct mem_cgroup *memcg,
4706         struct eventfd_ctx *eventfd)
4707 {
4708         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4709
4710         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4711
4712         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4713                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4714                         list_del(&ev->list);
4715                         kfree(ev);
4716                 }
4717         }
4718
4719         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4720 }
4721
4722 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct seq_file *sf, void *v)
4723 {
4724         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(sf);
4725
4726         seq_printf(sf, "oom_kill_disable %d\n", READ_ONCE(memcg->oom_kill_disable));
4727         seq_printf(sf, "under_oom %d\n", (bool)memcg->under_oom);
4728         seq_printf(sf, "oom_kill %lu\n",
4729                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_OOM_KILL]));
4730         return 0;
4731 }
4732
4733 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup_subsys_state *css,
4734         struct cftype *cft, u64 val)
4735 {
4736         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
4737
4738         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4739         if (mem_cgroup_is_root(memcg) || !((val == 0) || (val == 1)))
4740                 return -EINVAL;
4741
4742         WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, val);
4743         if (!val)
4744                 memcg_oom_recover(memcg);
4745
4746         return 0;
4747 }
4748
4749 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
4750
4751 #include <trace/events/writeback.h>
4752
4753 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4754 {
4755         return wb_domain_init(&memcg->cgwb_domain, gfp);
4756 }
4757
4758 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4759 {
4760         wb_domain_exit(&memcg->cgwb_domain);
4761 }
4762
4763 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4764 {
4765         wb_domain_size_changed(&memcg->cgwb_domain);
4766 }
4767
4768 struct wb_domain *mem_cgroup_wb_domain(struct bdi_writeback *wb)
4769 {
4770         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4771
4772         if (!memcg->css.parent)
4773                 return NULL;
4774
4775         return &memcg->cgwb_domain;
4776 }
4777
4778 /**
4779  * mem_cgroup_wb_stats - retrieve writeback related stats from its memcg
4780  * @wb: bdi_writeback in question
4781  * @pfilepages: out parameter for number of file pages
4782  * @pheadroom: out parameter for number of allocatable pages according to memcg
4783  * @pdirty: out parameter for number of dirty pages
4784  * @pwriteback: out parameter for number of pages under writeback
4785  *
4786  * Determine the numbers of file, headroom, dirty, and writeback pages in
4787  * @wb's memcg.  File, dirty and writeback are self-explanatory.  Headroom
4788  * is a bit more involved.
4789  *
4790  * A memcg's headroom is "min(max, high) - used".  In the hierarchy, the
4791  * headroom is calculated as the lowest headroom of itself and the
4792  * ancestors.  Note that this doesn't consider the actual amount of
4793  * available memory in the system.  The caller should further cap
4794  * *@pheadroom accordingly.
4795  */
4796 void mem_cgroup_wb_stats(struct bdi_writeback *wb, unsigned long *pfilepages,
4797                          unsigned long *pheadroom, unsigned long *pdirty,
4798                          unsigned long *pwriteback)
4799 {
4800         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4801         struct mem_cgroup *parent;
4802
4803         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
4804
4805         *pdirty = memcg_page_state(memcg, NR_FILE_DIRTY);
4806         *pwriteback = memcg_page_state(memcg, NR_WRITEBACK);
4807         *pfilepages = memcg_page_state(memcg, NR_INACTIVE_FILE) +
4808                         memcg_page_state(memcg, NR_ACTIVE_FILE);
4809
4810         *pheadroom = PAGE_COUNTER_MAX;
4811         while ((parent = parent_mem_cgroup(memcg))) {
4812                 unsigned long ceiling = min(READ_ONCE(memcg->memory.max),
4813                                             READ_ONCE(memcg->memory.high));
4814                 unsigned long used = page_counter_read(&memcg->memory);
4815
4816                 *pheadroom = min(*pheadroom, ceiling - min(ceiling, used));
4817                 memcg = parent;
4818         }
4819 }
4820
4821 /*
4822  * Foreign dirty flushing
4823  *
4824  * There's an inherent mismatch between memcg and writeback.  The former
4825  * tracks ownership per-page while the latter per-inode.  This was a
4826  * deliberate design decision because honoring per-page ownership in the
4827  * writeback path is complicated, may lead to higher CPU and IO overheads
4828  * and deemed unnecessary given that write-sharing an inode across
4829  * different cgroups isn't a common use-case.
4830  *
4831  * Combined with inode majority-writer ownership switching, this works well
4832  * enough in most cases but there are some pathological cases.  For
4833  * example, let's say there are two cgroups A and B which keep writing to
4834  * different but confined parts of the same inode.  B owns the inode and
4835  * A's memory is limited far below B's.  A's dirty ratio can rise enough to
4836  * trigger balance_dirty_pages() sleeps but B's can be low enough to avoid
4837  * triggering background writeback.  A will be slowed down without a way to
4838  * make writeback of the dirty pages happen.
4839  *
4840  * Conditions like the above can lead to a cgroup getting repeatedly and
4841  * severely throttled after making some progress after each
4842  * dirty_expire_interval while the underlying IO device is almost
4843  * completely idle.
4844  *
4845  * Solving this problem completely requires matching the ownership tracking
4846  * granularities between memcg and writeback in either direction.  However,
4847  * the more egregious behaviors can be avoided by simply remembering the
4848  * most recent foreign dirtying events and initiating remote flushes on
4849  * them when local writeback isn't enough to keep the memory clean enough.
4850  *
4851  * The following two functions implement such mechanism.  When a foreign
4852  * page - a page whose memcg and writeback ownerships don't match - is
4853  * dirtied, mem_cgroup_track_foreign_dirty() records the inode owning
4854  * bdi_writeback on the page owning memcg.  When balance_dirty_pages()
4855  * decides that the memcg needs to sleep due to high dirty ratio, it calls
4856  * mem_cgroup_flush_foreign() which queues writeback on the recorded
4857  * foreign bdi_writebacks which haven't expired.  Both the numbers of
4858  * recorded bdi_writebacks and concurrent in-flight foreign writebacks are
4859  * limited to MEMCG_CGWB_FRN_CNT.
4860  *
4861  * The mechanism only remembers IDs and doesn't hold any object references.
4862  * As being wrong occasionally doesn't matter, updates and accesses to the
4863  * records are lockless and racy.
4864  */
4865 void mem_cgroup_track_foreign_dirty_slowpath(struct folio *folio,
4866                                              struct bdi_writeback *wb)
4867 {
4868         struct mem_cgroup *memcg = folio_memcg(folio);
4869         struct memcg_cgwb_frn *frn;
4870         u64 now = get_jiffies_64();
4871         u64 oldest_at = now;
4872         int oldest = -1;
4873         int i;
4874
4875         trace_track_foreign_dirty(folio, wb);
4876
4877         /*
4878          * Pick the slot to use.  If there is already a slot for @wb, keep
4879          * using it.  If not replace the oldest one which isn't being
4880          * written out.
4881          */
4882         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4883                 frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4884                 if (frn->bdi_id == wb->bdi->id &&
4885                     frn->memcg_id == wb->memcg_css->id)
4886                         break;
4887                 if (time_before64(frn->at, oldest_at) &&
4888                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4889                         oldest = i;
4890                         oldest_at = frn->at;
4891                 }
4892         }
4893
4894         if (i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT) {
4895                 /*
4896                  * Re-using an existing one.  Update timestamp lazily to
4897                  * avoid making the cacheline hot.  We want them to be
4898                  * reasonably up-to-date and significantly shorter than
4899                  * dirty_expire_interval as that's what expires the record.
4900                  * Use the shorter of 1s and dirty_expire_interval / 8.
4901                  */
4902                 unsigned long update_intv =
4903                         min_t(unsigned long, HZ,
4904                               msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10) / 8);
4905
4906                 if (time_before64(frn->at, now - update_intv))
4907                         frn->at = now;
4908         } else if (oldest >= 0) {
4909                 /* replace the oldest free one */
4910                 frn = &memcg->cgwb_frn[oldest];
4911                 frn->bdi_id = wb->bdi->id;
4912                 frn->memcg_id = wb->memcg_css->id;
4913                 frn->at = now;
4914         }
4915 }
4916
4917 /* issue foreign writeback flushes for recorded foreign dirtying events */
4918 void mem_cgroup_flush_foreign(struct bdi_writeback *wb)
4919 {
4920         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(wb->memcg_css);
4921         unsigned long intv = msecs_to_jiffies(dirty_expire_interval * 10);
4922         u64 now = jiffies_64;
4923         int i;
4924
4925         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++) {
4926                 struct memcg_cgwb_frn *frn = &memcg->cgwb_frn[i];
4927
4928                 /*
4929                  * If the record is older than dirty_expire_interval,
4930                  * writeback on it has already started.  No need to kick it
4931                  * off again.  Also, don't start a new one if there's
4932                  * already one in flight.
4933                  */
4934                 if (time_after64(frn->at, now - intv) &&
4935                     atomic_read(&frn->done.cnt) == 1) {
4936                         frn->at = 0;
4937                         trace_flush_foreign(wb, frn->bdi_id, frn->memcg_id);
4938                         cgroup_writeback_by_id(frn->bdi_id, frn->memcg_id,
4939                                                WB_REASON_FOREIGN_FLUSH,
4940                                                &frn->done);
4941                 }
4942         }
4943 }
4944
4945 #else   /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4946
4947 static int memcg_wb_domain_init(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp)
4948 {
4949         return 0;
4950 }
4951
4952 static void memcg_wb_domain_exit(struct mem_cgroup *memcg)
4953 {
4954 }
4955
4956 static void memcg_wb_domain_size_changed(struct mem_cgroup *memcg)
4957 {
4958 }
4959
4960 #endif  /* CONFIG_CGROUP_WRITEBACK */
4961
4962 /*
4963  * DO NOT USE IN NEW FILES.
4964  *
4965  * "cgroup.event_control" implementation.
4966  *
4967  * This is way over-engineered.  It tries to support fully configurable
4968  * events for each user.  Such level of flexibility is completely
4969  * unnecessary especially in the light of the planned unified hierarchy.
4970  *
4971  * Please deprecate this and replace with something simpler if at all
4972  * possible.
4973  */
4974
4975 /*
4976  * Unregister event and free resources.
4977  *
4978  * Gets called from workqueue.
4979  */
4980 static void memcg_event_remove(struct work_struct *work)
4981 {
4982         struct mem_cgroup_event *event =
4983                 container_of(work, struct mem_cgroup_event, remove);
4984         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
4985
4986         remove_wait_queue(event->wqh, &event->wait);
4987
4988         event->unregister_event(memcg, event->eventfd);
4989
4990         /* Notify userspace the event is going away. */
4991         eventfd_signal(event->eventfd);
4992
4993         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
4994         kfree(event);
4995         css_put(&memcg->css);
4996 }
4997
4998 /*
4999  * Gets called on EPOLLHUP on eventfd when user closes it.
5000  *
5001  * Called with wqh->lock held and interrupts disabled.
5002  */
5003 static int memcg_event_wake(wait_queue_entry_t *wait, unsigned mode,
5004                             int sync, void *key)
5005 {
5006         struct mem_cgroup_event *event =
5007                 container_of(wait, struct mem_cgroup_event, wait);
5008         struct mem_cgroup *memcg = event->memcg;
5009         __poll_t flags = key_to_poll(key);
5010
5011         if (flags & EPOLLHUP) {
5012                 /*
5013                  * If the event has been detached at cgroup removal, we
5014                  * can simply return knowing the other side will cleanup
5015                  * for us.
5016                  *
5017                  * We can't race against event freeing since the other
5018                  * side will require wqh->lock via remove_wait_queue(),
5019                  * which we hold.
5020                  */
5021                 spin_lock(&memcg->event_list_lock);
5022                 if (!list_empty(&event->list)) {
5023                         list_del_init(&event->list);
5024                         /*
5025                          * We are in atomic context, but cgroup_event_remove()
5026                          * may sleep, so we have to call it in workqueue.
5027                          */
5028                         schedule_work(&event->remove);
5029                 }
5030                 spin_unlock(&memcg->event_list_lock);
5031         }
5032
5033         return 0;
5034 }
5035
5036 static void memcg_event_ptable_queue_proc(struct file *file,
5037                 wait_queue_head_t *wqh, poll_table *pt)
5038 {
5039         struct mem_cgroup_event *event =
5040                 container_of(pt, struct mem_cgroup_event, pt);
5041
5042         event->wqh = wqh;
5043         add_wait_queue(wqh, &event->wait);
5044 }
5045
5046 /*
5047  * DO NOT USE IN NEW FILES.
5048  *
5049  * Parse input and register new cgroup event handler.
5050  *
5051  * Input must be in format '<event_fd> <control_fd> <args>'.
5052  * Interpretation of args is defined by control file implementation.
5053  */
5054 static ssize_t memcg_write_event_control(struct kernfs_open_file *of,
5055                                          char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
5056 {
5057         struct cgroup_subsys_state *css = of_css(of);
5058         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5059         struct mem_cgroup_event *event;
5060         struct cgroup_subsys_state *cfile_css;
5061         unsigned int efd, cfd;
5062         struct fd efile;
5063         struct fd cfile;
5064         struct dentry *cdentry;
5065         const char *name;
5066         char *endp;
5067         int ret;
5068
5069         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
5070                 return -EOPNOTSUPP;
5071
5072         buf = strstrip(buf);
5073
5074         efd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5075         if (*endp != ' ')
5076                 return -EINVAL;
5077         buf = endp + 1;
5078
5079         cfd = simple_strtoul(buf, &endp, 10);
5080         if ((*endp != ' ') && (*endp != '\0'))
5081                 return -EINVAL;
5082         buf = endp + 1;
5083
5084         event = kzalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
5085         if (!event)
5086                 return -ENOMEM;
5087
5088         event->memcg = memcg;
5089         INIT_LIST_HEAD(&event->list);
5090         init_poll_funcptr(&event->pt, memcg_event_ptable_queue_proc);
5091         init_waitqueue_func_entry(&event->wait, memcg_event_wake);
5092         INIT_WORK(&event->remove, memcg_event_remove);
5093
5094         efile = fdget(efd);
5095         if (!efile.file) {
5096                 ret = -EBADF;
5097                 goto out_kfree;
5098         }
5099
5100         event->eventfd = eventfd_ctx_fileget(efile.file);
5101         if (IS_ERR(event->eventfd)) {
5102                 ret = PTR_ERR(event->eventfd);
5103                 goto out_put_efile;
5104         }
5105
5106         cfile = fdget(cfd);
5107         if (!cfile.file) {
5108                 ret = -EBADF;
5109                 goto out_put_eventfd;
5110         }
5111
5112         /* the process need read permission on control file */
5113         /* AV: shouldn't we check that it's been opened for read instead? */
5114         ret = file_permission(cfile.file, MAY_READ);
5115         if (ret < 0)
5116                 goto out_put_cfile;
5117
5118         /*
5119          * The control file must be a regular cgroup1 file. As a regular cgroup
5120          * file can't be renamed, it's safe to access its name afterwards.
5121          */
5122         cdentry = cfile.file->f_path.dentry;
5123         if (cdentry->d_sb->s_type != &cgroup_fs_type || !d_is_reg(cdentry)) {
5124                 ret = -EINVAL;
5125                 goto out_put_cfile;
5126         }
5127
5128         /*
5129          * Determine the event callbacks and set them in @event.  This used
5130          * to be done via struct cftype but cgroup core no longer knows
5131          * about these events.  The following is crude but the whole thing
5132          * is for compatibility anyway.
5133          *
5134          * DO NOT ADD NEW FILES.
5135          */
5136         name = cdentry->d_name.name;
5137
5138         if (!strcmp(name, "memory.usage_in_bytes")) {
5139                 event->register_event = mem_cgroup_usage_register_event;
5140                 event->unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event;
5141         } else if (!strcmp(name, "memory.oom_control")) {
5142                 event->register_event = mem_cgroup_oom_register_event;
5143                 event->unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event;
5144         } else if (!strcmp(name, "memory.pressure_level")) {
5145                 event->register_event = vmpressure_register_event;
5146                 event->unregister_event = vmpressure_unregister_event;
5147         } else if (!strcmp(name, "memory.memsw.usage_in_bytes")) {
5148                 event->register_event = memsw_cgroup_usage_register_event;
5149                 event->unregister_event = memsw_cgroup_usage_unregister_event;
5150         } else {
5151                 ret = -EINVAL;
5152                 goto out_put_cfile;
5153         }
5154
5155         /*
5156          * Verify @cfile should belong to @css.  Also, remaining events are
5157          * automatically removed on cgroup destruction but the removal is
5158          * asynchronous, so take an extra ref on @css.
5159          */
5160         cfile_css = css_tryget_online_from_dir(cdentry->d_parent,
5161                                                &memory_cgrp_subsys);
5162         ret = -EINVAL;
5163         if (IS_ERR(cfile_css))
5164                 goto out_put_cfile;
5165         if (cfile_css != css) {
5166                 css_put(cfile_css);
5167                 goto out_put_cfile;
5168         }
5169
5170         ret = event->register_event(memcg, event->eventfd, buf);
5171         if (ret)
5172                 goto out_put_css;
5173
5174         vfs_poll(efile.file, &event->pt);
5175
5176         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5177         list_add(&event->list, &memcg->event_list);
5178         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5179
5180         fdput(cfile);
5181         fdput(efile);
5182
5183         return nbytes;
5184
5185 out_put_css:
5186         css_put(css);
5187 out_put_cfile:
5188         fdput(cfile);
5189 out_put_eventfd:
5190         eventfd_ctx_put(event->eventfd);
5191 out_put_efile:
5192         fdput(efile);
5193 out_kfree:
5194         kfree(event);
5195
5196         return ret;
5197 }
5198
5199 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
5200 static int mem_cgroup_slab_show(struct seq_file *m, void *p)
5201 {
5202         /*
5203          * Deprecated.
5204          * Please, take a look at tools/cgroup/memcg_slabinfo.py .
5205          */
5206         return 0;
5207 }
5208 #endif
5209
5210 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v);
5211
5212 static struct cftype mem_cgroup_legacy_files[] = {
5213         {
5214                 .name = "usage_in_bytes",
5215                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
5216                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5217         },
5218         {
5219                 .name = "max_usage_in_bytes",
5220                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
5221                 .write = mem_cgroup_reset,
5222                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5223         },
5224         {
5225                 .name = "limit_in_bytes",
5226                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
5227                 .write = mem_cgroup_write,
5228                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5229         },
5230         {
5231                 .name = "soft_limit_in_bytes",
5232                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
5233                 .write = mem_cgroup_write,
5234                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5235         },
5236         {
5237                 .name = "failcnt",
5238                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
5239                 .write = mem_cgroup_reset,
5240                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5241         },
5242         {
5243                 .name = "stat",
5244                 .seq_show = memory_stat_show,
5245         },
5246         {
5247                 .name = "force_empty",
5248                 .write = mem_cgroup_force_empty_write,
5249         },
5250         {
5251                 .name = "use_hierarchy",
5252                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
5253                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
5254         },
5255         {
5256                 .name = "cgroup.event_control",         /* XXX: for compat */
5257                 .write = memcg_write_event_control,
5258                 .flags = CFTYPE_NO_PREFIX | CFTYPE_WORLD_WRITABLE,
5259         },
5260         {
5261                 .name = "swappiness",
5262                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
5263                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
5264         },
5265         {
5266                 .name = "move_charge_at_immigrate",
5267                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
5268                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
5269         },
5270         {
5271                 .name = "oom_control",
5272                 .seq_show = mem_cgroup_oom_control_read,
5273                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
5274         },
5275         {
5276                 .name = "pressure_level",
5277                 .seq_show = mem_cgroup_dummy_seq_show,
5278         },
5279 #ifdef CONFIG_NUMA
5280         {
5281                 .name = "numa_stat",
5282                 .seq_show = memcg_numa_stat_show,
5283         },
5284 #endif
5285         {
5286                 .name = "kmem.limit_in_bytes",
5287                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_LIMIT),
5288                 .write = mem_cgroup_write,
5289                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5290         },
5291         {
5292                 .name = "kmem.usage_in_bytes",
5293                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_USAGE),
5294                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5295         },
5296         {
5297                 .name = "kmem.failcnt",
5298                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_FAILCNT),
5299                 .write = mem_cgroup_reset,
5300                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5301         },
5302         {
5303                 .name = "kmem.max_usage_in_bytes",
5304                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_KMEM, RES_MAX_USAGE),
5305                 .write = mem_cgroup_reset,
5306                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5307         },
5308 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_SLUB_DEBUG)
5309         {
5310                 .name = "kmem.slabinfo",
5311                 .seq_show = mem_cgroup_slab_show,
5312         },
5313 #endif
5314         {
5315                 .name = "kmem.tcp.limit_in_bytes",
5316                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_LIMIT),
5317                 .write = mem_cgroup_write,
5318                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5319         },
5320         {
5321                 .name = "kmem.tcp.usage_in_bytes",
5322                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_USAGE),
5323                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5324         },
5325         {
5326                 .name = "kmem.tcp.failcnt",
5327                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_FAILCNT),
5328                 .write = mem_cgroup_reset,
5329                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5330         },
5331         {
5332                 .name = "kmem.tcp.max_usage_in_bytes",
5333                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_TCP, RES_MAX_USAGE),
5334                 .write = mem_cgroup_reset,
5335                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
5336         },
5337         { },    /* terminate */
5338 };
5339
5340 /*
5341  * Private memory cgroup IDR
5342  *
5343  * Swap-out records and page cache shadow entries need to store memcg
5344  * references in constrained space, so we maintain an ID space that is
5345  * limited to 16 bit (MEM_CGROUP_ID_MAX), limiting the total number of
5346  * memory-controlled cgroups to 64k.
5347  *
5348  * However, there usually are many references to the offline CSS after
5349  * the cgroup has been destroyed, such as page cache or reclaimable
5350  * slab objects, that don't need to hang on to the ID. We want to keep
5351  * those dead CSS from occupying IDs, or we might quickly exhaust the
5352  * relatively small ID space and prevent the creation of new cgroups
5353  * even when there are much fewer than 64k cgroups - possibly none.
5354  *
5355  * Maintain a private 16-bit ID space for memcg, and allow the ID to
5356  * be freed and recycled when it's no longer needed, which is usually
5357  * when the CSS is offlined.
5358  *
5359  * The only exception to that are records of swapped out tmpfs/shmem
5360  * pages that need to be attributed to live ancestors on swapin. But
5361  * those references are manageable from userspace.
5362  */
5363
5364 #define MEM_CGROUP_ID_MAX       ((1UL << MEM_CGROUP_ID_SHIFT) - 1)
5365 static DEFINE_IDR(mem_cgroup_idr);
5366
5367 static void mem_cgroup_id_remove(struct mem_cgroup *memcg)
5368 {
5369         if (memcg->id.id > 0) {
5370                 idr_remove(&mem_cgroup_idr, memcg->id.id);
5371                 memcg->id.id = 0;
5372         }
5373 }
5374
5375 static void __maybe_unused mem_cgroup_id_get_many(struct mem_cgroup *memcg,
5376                                                   unsigned int n)
5377 {
5378         refcount_add(n, &memcg->id.ref);
5379 }
5380
5381 static void mem_cgroup_id_put_many(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int n)
5382 {
5383         if (refcount_sub_and_test(n, &memcg->id.ref)) {
5384                 mem_cgroup_id_remove(memcg);
5385
5386                 /* Memcg ID pins CSS */
5387                 css_put(&memcg->css);
5388         }
5389 }
5390
5391 static inline void mem_cgroup_id_put(struct mem_cgroup *memcg)
5392 {
5393         mem_cgroup_id_put_many(memcg, 1);
5394 }
5395
5396 /**
5397  * mem_cgroup_from_id - look up a memcg from a memcg id
5398  * @id: the memcg id to look up
5399  *
5400  * Caller must hold rcu_read_lock().
5401  */
5402 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_id(unsigned short id)
5403 {
5404         WARN_ON_ONCE(!rcu_read_lock_held());
5405         return idr_find(&mem_cgroup_idr, id);
5406 }
5407
5408 #ifdef CONFIG_SHRINKER_DEBUG
5409 struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_from_ino(unsigned long ino)
5410 {
5411         struct cgroup *cgrp;
5412         struct cgroup_subsys_state *css;
5413         struct mem_cgroup *memcg;
5414
5415         cgrp = cgroup_get_from_id(ino);
5416         if (IS_ERR(cgrp))
5417                 return ERR_CAST(cgrp);
5418
5419         css = cgroup_get_e_css(cgrp, &memory_cgrp_subsys);
5420         if (css)
5421                 memcg = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
5422         else
5423                 memcg = ERR_PTR(-ENOENT);
5424
5425         cgroup_put(cgrp);
5426
5427         return memcg;
5428 }
5429 #endif
5430
5431 static int alloc_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5432 {
5433         struct mem_cgroup_per_node *pn;
5434
5435         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, node);
5436         if (!pn)
5437                 return 1;
5438
5439         pn->lruvec_stats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct lruvec_stats_percpu,
5440                                                    GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5441         if (!pn->lruvec_stats_percpu) {
5442                 kfree(pn);
5443                 return 1;
5444         }
5445
5446         lruvec_init(&pn->lruvec);
5447         pn->memcg = memcg;
5448
5449         memcg->nodeinfo[node] = pn;
5450         return 0;
5451 }
5452
5453 static void free_mem_cgroup_per_node_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
5454 {
5455         struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[node];
5456
5457         if (!pn)
5458                 return;
5459
5460         free_percpu(pn->lruvec_stats_percpu);
5461         kfree(pn);
5462 }
5463
5464 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5465 {
5466         int node;
5467
5468         if (memcg->orig_objcg)
5469                 obj_cgroup_put(memcg->orig_objcg);
5470
5471         for_each_node(node)
5472                 free_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node);
5473         kfree(memcg->vmstats);
5474         free_percpu(memcg->vmstats_percpu);
5475         kfree(memcg);
5476 }
5477
5478 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
5479 {
5480         lru_gen_exit_memcg(memcg);
5481         memcg_wb_domain_exit(memcg);
5482         __mem_cgroup_free(memcg);
5483 }
5484
5485 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(struct mem_cgroup *parent)
5486 {
5487         struct memcg_vmstats_percpu *statc, *pstatc;
5488         struct mem_cgroup *memcg;
5489         int node, cpu;
5490         int __maybe_unused i;
5491         long error = -ENOMEM;
5492
5493         memcg = kzalloc(struct_size(memcg, nodeinfo, nr_node_ids), GFP_KERNEL);
5494         if (!memcg)
5495                 return ERR_PTR(error);
5496
5497         memcg->id.id = idr_alloc(&mem_cgroup_idr, NULL,
5498                                  1, MEM_CGROUP_ID_MAX + 1, GFP_KERNEL);
5499         if (memcg->id.id < 0) {
5500                 error = memcg->id.id;
5501                 goto fail;
5502         }
5503
5504         memcg->vmstats = kzalloc(sizeof(struct memcg_vmstats), GFP_KERNEL);
5505         if (!memcg->vmstats)
5506                 goto fail;
5507
5508         memcg->vmstats_percpu = alloc_percpu_gfp(struct memcg_vmstats_percpu,
5509                                                  GFP_KERNEL_ACCOUNT);
5510         if (!memcg->vmstats_percpu)
5511                 goto fail;
5512
5513         for_each_possible_cpu(cpu) {
5514                 if (parent)
5515                         pstatc = per_cpu_ptr(parent->vmstats_percpu, cpu);
5516                 statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5517                 statc->parent = parent ? pstatc : NULL;
5518                 statc->vmstats = memcg->vmstats;
5519         }
5520
5521         for_each_node(node)
5522                 if (alloc_mem_cgroup_per_node_info(memcg, node))
5523                         goto fail;
5524
5525         if (memcg_wb_domain_init(memcg, GFP_KERNEL))
5526                 goto fail;
5527
5528         INIT_WORK(&memcg->high_work, high_work_func);
5529         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5530         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5531         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5532         vmpressure_init(&memcg->vmpressure);
5533         INIT_LIST_HEAD(&memcg->event_list);
5534         spin_lock_init(&memcg->event_list_lock);
5535         memcg->socket_pressure = jiffies;
5536 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
5537         memcg->kmemcg_id = -1;
5538         INIT_LIST_HEAD(&memcg->objcg_list);
5539 #endif
5540 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5541         INIT_LIST_HEAD(&memcg->cgwb_list);
5542         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5543                 memcg->cgwb_frn[i].done =
5544                         __WB_COMPLETION_INIT(&memcg_cgwb_frn_waitq);
5545 #endif
5546 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5547         spin_lock_init(&memcg->deferred_split_queue.split_queue_lock);
5548         INIT_LIST_HEAD(&memcg->deferred_split_queue.split_queue);
5549         memcg->deferred_split_queue.split_queue_len = 0;
5550 #endif
5551         lru_gen_init_memcg(memcg);
5552         return memcg;
5553 fail:
5554         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5555         __mem_cgroup_free(memcg);
5556         return ERR_PTR(error);
5557 }
5558
5559 static struct cgroup_subsys_state * __ref
5560 mem_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
5561 {
5562         struct mem_cgroup *parent = mem_cgroup_from_css(parent_css);
5563         struct mem_cgroup *memcg, *old_memcg;
5564
5565         old_memcg = set_active_memcg(parent);
5566         memcg = mem_cgroup_alloc(parent);
5567         set_active_memcg(old_memcg);
5568         if (IS_ERR(memcg))
5569                 return ERR_CAST(memcg);
5570
5571         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5572         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5573 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
5574         memcg->zswap_max = PAGE_COUNTER_MAX;
5575         WRITE_ONCE(memcg->zswap_writeback,
5576                 !parent || READ_ONCE(parent->zswap_writeback));
5577 #endif
5578         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5579         if (parent) {
5580                 WRITE_ONCE(memcg->swappiness, mem_cgroup_swappiness(parent));
5581                 WRITE_ONCE(memcg->oom_kill_disable, READ_ONCE(parent->oom_kill_disable));
5582
5583                 page_counter_init(&memcg->memory, &parent->memory);
5584                 page_counter_init(&memcg->swap, &parent->swap);
5585                 page_counter_init(&memcg->kmem, &parent->kmem);
5586                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, &parent->tcpmem);
5587         } else {
5588                 init_memcg_events();
5589                 page_counter_init(&memcg->memory, NULL);
5590                 page_counter_init(&memcg->swap, NULL);
5591                 page_counter_init(&memcg->kmem, NULL);
5592                 page_counter_init(&memcg->tcpmem, NULL);
5593
5594                 root_mem_cgroup = memcg;
5595                 return &memcg->css;
5596         }
5597
5598         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5599                 static_branch_inc(&memcg_sockets_enabled_key);
5600
5601 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5602         if (!cgroup_memory_nobpf)
5603                 static_branch_inc(&memcg_bpf_enabled_key);
5604 #endif
5605
5606         return &memcg->css;
5607 }
5608
5609 static int mem_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
5610 {
5611         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5612
5613         if (memcg_online_kmem(memcg))
5614                 goto remove_id;
5615
5616         /*
5617          * A memcg must be visible for expand_shrinker_info()
5618          * by the time the maps are allocated. So, we allocate maps
5619          * here, when for_each_mem_cgroup() can't skip it.
5620          */
5621         if (alloc_shrinker_info(memcg))
5622                 goto offline_kmem;
5623
5624         if (unlikely(mem_cgroup_is_root(memcg)))
5625                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &stats_flush_dwork,
5626                                    FLUSH_TIME);
5627         lru_gen_online_memcg(memcg);
5628
5629         /* Online state pins memcg ID, memcg ID pins CSS */
5630         refcount_set(&memcg->id.ref, 1);
5631         css_get(css);
5632
5633         /*
5634          * Ensure mem_cgroup_from_id() works once we're fully online.
5635          *
5636          * We could do this earlier and require callers to filter with
5637          * css_tryget_online(). But right now there are no users that
5638          * need earlier access, and the workingset code relies on the
5639          * cgroup tree linkage (mem_cgroup_get_nr_swap_pages()). So
5640          * publish it here at the end of onlining. This matches the
5641          * regular ID destruction during offlining.
5642          */
5643         idr_replace(&mem_cgroup_idr, memcg, memcg->id.id);
5644
5645         return 0;
5646 offline_kmem:
5647         memcg_offline_kmem(memcg);
5648 remove_id:
5649         mem_cgroup_id_remove(memcg);
5650         return -ENOMEM;
5651 }
5652
5653 static void mem_cgroup_css_offline(struct cgroup_subsys_state *css)
5654 {
5655         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5656         struct mem_cgroup_event *event, *tmp;
5657
5658         /*
5659          * Unregister events and notify userspace.
5660          * Notify userspace about cgroup removing only after rmdir of cgroup
5661          * directory to avoid race between userspace and kernelspace.
5662          */
5663         spin_lock_irq(&memcg->event_list_lock);
5664         list_for_each_entry_safe(event, tmp, &memcg->event_list, list) {
5665                 list_del_init(&event->list);
5666                 schedule_work(&event->remove);
5667         }
5668         spin_unlock_irq(&memcg->event_list_lock);
5669
5670         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5671         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5672
5673         zswap_memcg_offline_cleanup(memcg);
5674
5675         memcg_offline_kmem(memcg);
5676         reparent_shrinker_deferred(memcg);
5677         wb_memcg_offline(memcg);
5678         lru_gen_offline_memcg(memcg);
5679
5680         drain_all_stock(memcg);
5681
5682         mem_cgroup_id_put(memcg);
5683 }
5684
5685 static void mem_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
5686 {
5687         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5688
5689         invalidate_reclaim_iterators(memcg);
5690         lru_gen_release_memcg(memcg);
5691 }
5692
5693 static void mem_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
5694 {
5695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5696         int __maybe_unused i;
5697
5698 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
5699         for (i = 0; i < MEMCG_CGWB_FRN_CNT; i++)
5700                 wb_wait_for_completion(&memcg->cgwb_frn[i].done);
5701 #endif
5702         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !cgroup_memory_nosocket)
5703                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5704
5705         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && memcg->tcpmem_active)
5706                 static_branch_dec(&memcg_sockets_enabled_key);
5707
5708 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
5709         if (!cgroup_memory_nobpf)
5710                 static_branch_dec(&memcg_bpf_enabled_key);
5711 #endif
5712
5713         vmpressure_cleanup(&memcg->vmpressure);
5714         cancel_work_sync(&memcg->high_work);
5715         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
5716         free_shrinker_info(memcg);
5717         mem_cgroup_free(memcg);
5718 }
5719
5720 /**
5721  * mem_cgroup_css_reset - reset the states of a mem_cgroup
5722  * @css: the target css
5723  *
5724  * Reset the states of the mem_cgroup associated with @css.  This is
5725  * invoked when the userland requests disabling on the default hierarchy
5726  * but the memcg is pinned through dependency.  The memcg should stop
5727  * applying policies and should revert to the vanilla state as it may be
5728  * made visible again.
5729  *
5730  * The current implementation only resets the essential configurations.
5731  * This needs to be expanded to cover all the visible parts.
5732  */
5733 static void mem_cgroup_css_reset(struct cgroup_subsys_state *css)
5734 {
5735         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5736
5737         page_counter_set_max(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5738         page_counter_set_max(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5739         page_counter_set_max(&memcg->kmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5740         page_counter_set_max(&memcg->tcpmem, PAGE_COUNTER_MAX);
5741         page_counter_set_min(&memcg->memory, 0);
5742         page_counter_set_low(&memcg->memory, 0);
5743         page_counter_set_high(&memcg->memory, PAGE_COUNTER_MAX);
5744         WRITE_ONCE(memcg->soft_limit, PAGE_COUNTER_MAX);
5745         page_counter_set_high(&memcg->swap, PAGE_COUNTER_MAX);
5746         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
5747 }
5748
5749 static void mem_cgroup_css_rstat_flush(struct cgroup_subsys_state *css, int cpu)
5750 {
5751         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
5752         struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
5753         struct memcg_vmstats_percpu *statc;
5754         long delta, delta_cpu, v;
5755         int i, nid;
5756
5757         statc = per_cpu_ptr(memcg->vmstats_percpu, cpu);
5758
5759         for (i = 0; i < MEMCG_NR_STAT; i++) {
5760                 /*
5761                  * Collect the aggregated propagation counts of groups
5762                  * below us. We're in a per-cpu loop here and this is
5763                  * a global counter, so the first cycle will get them.
5764                  */
5765                 delta = memcg->vmstats->state_pending[i];
5766                 if (delta)
5767                         memcg->vmstats->state_pending[i] = 0;
5768
5769                 /* Add CPU changes on this level since the last flush */
5770                 delta_cpu = 0;
5771                 v = READ_ONCE(statc->state[i]);
5772                 if (v != statc->state_prev[i]) {
5773                         delta_cpu = v - statc->state_prev[i];
5774                         delta += delta_cpu;
5775                         statc->state_prev[i] = v;
5776                 }
5777
5778                 /* Aggregate counts on this level and propagate upwards */
5779                 if (delta_cpu)
5780                         memcg->vmstats->state_local[i] += delta_cpu;
5781
5782                 if (delta) {
5783                         memcg->vmstats->state[i] += delta;
5784                         if (parent)
5785                                 parent->vmstats->state_pending[i] += delta;
5786                 }
5787         }
5788
5789         for (i = 0; i < NR_MEMCG_EVENTS; i++) {
5790                 delta = memcg->vmstats->events_pending[i];
5791                 if (delta)
5792                         memcg->vmstats->events_pending[i] = 0;
5793
5794                 delta_cpu = 0;
5795                 v = READ_ONCE(statc->events[i]);
5796                 if (v != statc->events_prev[i]) {
5797                         delta_cpu = v - statc->events_prev[i];
5798                         delta += delta_cpu;
5799                         statc->events_prev[i] = v;
5800                 }
5801
5802                 if (delta_cpu)
5803                         memcg->vmstats->events_local[i] += delta_cpu;
5804
5805                 if (delta) {
5806                         memcg->vmstats->events[i] += delta;
5807                         if (parent)
5808                                 parent->vmstats->events_pending[i] += delta;
5809                 }
5810         }
5811
5812         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
5813                 struct mem_cgroup_per_node *pn = memcg->nodeinfo[nid];
5814                 struct mem_cgroup_per_node *ppn = NULL;
5815                 struct lruvec_stats_percpu *lstatc;
5816
5817                 if (parent)
5818                         ppn = parent->nodeinfo[nid];
5819
5820                 lstatc = per_cpu_ptr(pn->lruvec_stats_percpu, cpu);
5821
5822                 for (i = 0; i < NR_VM_NODE_STAT_ITEMS; i++) {
5823                         delta = pn->lruvec_stats.state_pending[i];
5824                         if (delta)
5825                                 pn->lruvec_stats.state_pending[i] = 0;
5826
5827                         delta_cpu = 0;
5828                         v = READ_ONCE(lstatc->state[i]);
5829                         if (v != lstatc->state_prev[i]) {
5830                                 delta_cpu = v - lstatc->state_prev[i];
5831                                 delta += delta_cpu;
5832                                 lstatc->state_prev[i] = v;
5833                         }
5834
5835                         if (delta_cpu)
5836                                 pn->lruvec_stats.state_local[i] += delta_cpu;
5837
5838                         if (delta) {
5839                                 pn->lruvec_stats.state[i] += delta;
5840                                 if (ppn)
5841                                         ppn->lruvec_stats.state_pending[i] += delta;
5842                         }
5843                 }
5844         }
5845         statc->stats_updates = 0;
5846         /* We are in a per-cpu loop here, only do the atomic write once */
5847         if (atomic64_read(&memcg->vmstats->stats_updates))
5848                 atomic64_set(&memcg->vmstats->stats_updates, 0);
5849 }
5850
5851 #ifdef CONFIG_MMU
5852 /* Handlers for move charge at task migration. */
5853 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5854 {
5855         int ret;
5856
5857         /* Try a single bulk charge without reclaim first, kswapd may wake */
5858         ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL & ~__GFP_DIRECT_RECLAIM, count);
5859         if (!ret) {
5860                 mc.precharge += count;
5861                 return ret;
5862         }
5863
5864         /* Try charges one by one with reclaim, but do not retry */
5865         while (count--) {
5866                 ret = try_charge(mc.to, GFP_KERNEL | __GFP_NORETRY, 1);
5867                 if (ret)
5868                         return ret;
5869                 mc.precharge++;
5870                 cond_resched();
5871         }
5872         return 0;
5873 }
5874
5875 union mc_target {
5876         struct page     *page;
5877         swp_entry_t     ent;
5878 };
5879
5880 enum mc_target_type {
5881         MC_TARGET_NONE = 0,
5882         MC_TARGET_PAGE,
5883         MC_TARGET_SWAP,
5884         MC_TARGET_DEVICE,
5885 };
5886
5887 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5888                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5889 {
5890         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5891
5892         if (!page)
5893                 return NULL;
5894         if (PageAnon(page)) {
5895                 if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5896                         return NULL;
5897         } else {
5898                 if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5899                         return NULL;
5900         }
5901         get_page(page);
5902
5903         return page;
5904 }
5905
5906 #if defined(CONFIG_SWAP) || defined(CONFIG_DEVICE_PRIVATE)
5907 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5908                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5909 {
5910         struct page *page = NULL;
5911         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5912
5913         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
5914                 return NULL;
5915
5916         /*
5917          * Handle device private pages that are not accessible by the CPU, but
5918          * stored as special swap entries in the page table.
5919          */
5920         if (is_device_private_entry(ent)) {
5921                 page = pfn_swap_entry_to_page(ent);
5922                 if (!get_page_unless_zero(page))
5923                         return NULL;
5924                 return page;
5925         }
5926
5927         if (non_swap_entry(ent))
5928                 return NULL;
5929
5930         /*
5931          * Because swap_cache_get_folio() updates some statistics counter,
5932          * we call find_get_page() with swapper_space directly.
5933          */
5934         page = find_get_page(swap_address_space(ent), swp_offset(ent));
5935         entry->val = ent.val;
5936
5937         return page;
5938 }
5939 #else
5940 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5941                         pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5942 {
5943         return NULL;
5944 }
5945 #endif
5946
5947 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5948                         unsigned long addr, pte_t ptent)
5949 {
5950         unsigned long index;
5951         struct folio *folio;
5952
5953         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5954                 return NULL;
5955         if (!(mc.flags & MOVE_FILE))
5956                 return NULL;
5957
5958         /* folio is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5959         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5960         index = linear_page_index(vma, addr);
5961         folio = filemap_get_incore_folio(vma->vm_file->f_mapping, index);
5962         if (IS_ERR(folio))
5963                 return NULL;
5964         return folio_file_page(folio, index);
5965 }
5966
5967 /**
5968  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
5969  * @page: the page
5970  * @compound: charge the page as compound or small page
5971  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
5972  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
5973  *
5974  * The page must be locked and not on the LRU.
5975  *
5976  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
5977  * from old cgroup.
5978  */
5979 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
5980                                    bool compound,
5981                                    struct mem_cgroup *from,
5982                                    struct mem_cgroup *to)
5983 {
5984         struct folio *folio = page_folio(page);
5985         struct lruvec *from_vec, *to_vec;
5986         struct pglist_data *pgdat;
5987         unsigned int nr_pages = compound ? folio_nr_pages(folio) : 1;
5988         int nid, ret;
5989
5990         VM_BUG_ON(from == to);
5991         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
5992         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
5993         VM_BUG_ON(compound && !folio_test_large(folio));
5994
5995         ret = -EINVAL;
5996         if (folio_memcg(folio) != from)
5997                 goto out;
5998
5999         pgdat = folio_pgdat(folio);
6000         from_vec = mem_cgroup_lruvec(from, pgdat);
6001         to_vec = mem_cgroup_lruvec(to, pgdat);
6002
6003         folio_memcg_lock(folio);
6004
6005         if (folio_test_anon(folio)) {
6006                 if (folio_mapped(folio)) {
6007                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_MAPPED, -nr_pages);
6008                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_MAPPED, nr_pages);
6009                         if (folio_test_pmd_mappable(folio)) {
6010                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_ANON_THPS,
6011                                                    -nr_pages);
6012                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_ANON_THPS,
6013                                                    nr_pages);
6014                         }
6015                 }
6016         } else {
6017                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_PAGES, -nr_pages);
6018                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_PAGES, nr_pages);
6019
6020                 if (folio_test_swapbacked(folio)) {
6021                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SHMEM, -nr_pages);
6022                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SHMEM, nr_pages);
6023                 }
6024
6025                 if (folio_mapped(folio)) {
6026                         __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_MAPPED, -nr_pages);
6027                         __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_MAPPED, nr_pages);
6028                 }
6029
6030                 if (folio_test_dirty(folio)) {
6031                         struct address_space *mapping = folio_mapping(folio);
6032
6033                         if (mapping_can_writeback(mapping)) {
6034                                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_FILE_DIRTY,
6035                                                    -nr_pages);
6036                                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_FILE_DIRTY,
6037                                                    nr_pages);
6038                         }
6039                 }
6040         }
6041
6042 #ifdef CONFIG_SWAP
6043         if (folio_test_swapcache(folio)) {
6044                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_SWAPCACHE, -nr_pages);
6045                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_SWAPCACHE, nr_pages);
6046         }
6047 #endif
6048         if (folio_test_writeback(folio)) {
6049                 __mod_lruvec_state(from_vec, NR_WRITEBACK, -nr_pages);
6050                 __mod_lruvec_state(to_vec, NR_WRITEBACK, nr_pages);
6051         }
6052
6053         /*
6054          * All state has been migrated, let's switch to the new memcg.
6055          *
6056          * It is safe to change page's memcg here because the page
6057          * is referenced, charged, isolated, and locked: we can't race
6058          * with (un)charging, migration, LRU putback, or anything else
6059          * that would rely on a stable page's memory cgroup.
6060          *
6061          * Note that folio_memcg_lock is a memcg lock, not a page lock,
6062          * to save space. As soon as we switch page's memory cgroup to a
6063          * new memcg that isn't locked, the above state can change
6064          * concurrently again. Make sure we're truly done with it.
6065          */
6066         smp_mb();
6067
6068         css_get(&to->css);
6069         css_put(&from->css);
6070
6071         folio->memcg_data = (unsigned long)to;
6072
6073         __folio_memcg_unlock(from);
6074
6075         ret = 0;
6076         nid = folio_nid(folio);
6077
6078         local_irq_disable();
6079         mem_cgroup_charge_statistics(to, nr_pages);
6080         memcg_check_events(to, nid);
6081         mem_cgroup_charge_statistics(from, -nr_pages);
6082         memcg_check_events(from, nid);
6083         local_irq_enable();
6084 out:
6085         return ret;
6086 }
6087
6088 /**
6089  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
6090  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
6091  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
6092  * @ptent: the pte to be checked
6093  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
6094  *
6095  * Context: Called with pte lock held.
6096  * Return:
6097  * * MC_TARGET_NONE - If the pte is not a target for move charge.
6098  * * MC_TARGET_PAGE - If the page corresponding to this pte is a target for
6099  *   move charge. If @target is not NULL, the page is stored in target->page
6100  *   with extra refcnt taken (Caller should release it).
6101  * * MC_TARGET_SWAP - If the swap entry corresponding to this pte is a
6102  *   target for charge migration.  If @target is not NULL, the entry is
6103  *   stored in target->ent.
6104  * * MC_TARGET_DEVICE - Like MC_TARGET_PAGE but page is device memory and
6105  *   thus not on the lru.  For now such page is charged like a regular page
6106  *   would be as it is just special memory taking the place of a regular page.
6107  *   See Documentations/vm/hmm.txt and include/linux/hmm.h
6108  */
6109 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
6110                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
6111 {
6112         struct page *page = NULL;
6113         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6114         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
6115
6116         if (pte_present(ptent))
6117                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
6118         else if (pte_none_mostly(ptent))
6119                 /*
6120                  * PTE markers should be treated as a none pte here, separated
6121                  * from other swap handling below.
6122                  */
6123                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent);
6124         else if (is_swap_pte(ptent))
6125                 page = mc_handle_swap_pte(vma, ptent, &ent);
6126
6127         if (target && page) {
6128                 if (!trylock_page(page)) {
6129                         put_page(page);
6130                         return ret;
6131                 }
6132                 /*
6133                  * page_mapped() must be stable during the move. This
6134                  * pte is locked, so if it's present, the page cannot
6135                  * become unmapped. If it isn't, we have only partial
6136                  * control over the mapped state: the page lock will
6137                  * prevent new faults against pagecache and swapcache,
6138                  * so an unmapped page cannot become mapped. However,
6139                  * if the page is already mapped elsewhere, it can
6140                  * unmap, and there is nothing we can do about it.
6141                  * Alas, skip moving the page in this case.
6142                  */
6143                 if (!pte_present(ptent) && page_mapped(page)) {
6144                         unlock_page(page);
6145                         put_page(page);
6146                         return ret;
6147                 }
6148         }
6149
6150         if (!page && !ent.val)
6151                 return ret;
6152         if (page) {
6153                 /*
6154                  * Do only loose check w/o serialization.
6155                  * mem_cgroup_move_account() checks the page is valid or
6156                  * not under LRU exclusion.
6157                  */
6158                 if (page_memcg(page) == mc.from) {
6159                         ret = MC_TARGET_PAGE;
6160                         if (is_device_private_page(page) ||
6161                             is_device_coherent_page(page))
6162                                 ret = MC_TARGET_DEVICE;
6163                         if (target)
6164                                 target->page = page;
6165                 }
6166                 if (!ret || !target) {
6167                         if (target)
6168                                 unlock_page(page);
6169                         put_page(page);
6170                 }
6171         }
6172         /*
6173          * There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged.
6174          * But we cannot move a tail-page in a THP.
6175          */
6176         if (ent.val && !ret && (!page || !PageTransCompound(page)) &&
6177             mem_cgroup_id(mc.from) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
6178                 ret = MC_TARGET_SWAP;
6179                 if (target)
6180                         target->ent = ent;
6181         }
6182         return ret;
6183 }
6184
6185 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
6186 /*
6187  * We don't consider PMD mapped swapping or file mapped pages because THP does
6188  * not support them for now.
6189  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
6190  */
6191 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6192                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6193 {
6194         struct page *page = NULL;
6195         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
6196
6197         if (unlikely(is_swap_pmd(pmd))) {
6198                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
6199                                   !is_pmd_migration_entry(pmd));
6200                 return ret;
6201         }
6202         page = pmd_page(pmd);
6203         VM_BUG_ON_PAGE(!page || !PageHead(page), page);
6204         if (!(mc.flags & MOVE_ANON))
6205                 return ret;
6206         if (page_memcg(page) == mc.from) {
6207                 ret = MC_TARGET_PAGE;
6208                 if (target) {
6209                         get_page(page);
6210                         if (!trylock_page(page)) {
6211                                 put_page(page);
6212                                 return MC_TARGET_NONE;
6213                         }
6214                         target->page = page;
6215                 }
6216         }
6217         return ret;
6218 }
6219 #else
6220 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
6221                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
6222 {
6223         return MC_TARGET_NONE;
6224 }
6225 #endif
6226
6227 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
6228                                         unsigned long addr, unsigned long end,
6229                                         struct mm_walk *walk)
6230 {
6231         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6232         pte_t *pte;
6233         spinlock_t *ptl;
6234
6235         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6236         if (ptl) {
6237                 /*
6238                  * Note their can not be MC_TARGET_DEVICE for now as we do not
6239                  * support transparent huge page with MEMORY_DEVICE_PRIVATE but
6240                  * this might change.
6241                  */
6242                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
6243                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
6244                 spin_unlock(ptl);
6245                 return 0;
6246         }
6247
6248         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6249         if (!pte)
6250                 return 0;
6251         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
6252                 if (get_mctgt_type(vma, addr, ptep_get(pte), NULL))
6253                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
6254         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6255         cond_resched();
6256
6257         return 0;
6258 }
6259
6260 static const struct mm_walk_ops precharge_walk_ops = {
6261         .pmd_entry      = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
6262         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6263 };
6264
6265 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
6266 {
6267         unsigned long precharge;
6268
6269         mmap_read_lock(mm);
6270         walk_page_range(mm, 0, ULONG_MAX, &precharge_walk_ops, NULL);
6271         mmap_read_unlock(mm);
6272
6273         precharge = mc.precharge;
6274         mc.precharge = 0;
6275
6276         return precharge;
6277 }
6278
6279 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
6280 {
6281         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
6282
6283         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
6284         mc.moving_task = current;
6285         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
6286 }
6287
6288 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
6289 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
6290 {
6291         struct mem_cgroup *from = mc.from;
6292         struct mem_cgroup *to = mc.to;
6293
6294         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
6295         if (mc.precharge) {
6296                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
6297                 mc.precharge = 0;
6298         }
6299         /*
6300          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
6301          * we must uncharge here.
6302          */
6303         if (mc.moved_charge) {
6304                 mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
6305                 mc.moved_charge = 0;
6306         }
6307         /* we must fixup refcnts and charges */
6308         if (mc.moved_swap) {
6309                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
6310                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
6311                         page_counter_uncharge(&mc.from->memsw, mc.moved_swap);
6312
6313                 mem_cgroup_id_put_many(mc.from, mc.moved_swap);
6314
6315                 /*
6316                  * we charged both to->memory and to->memsw, so we
6317                  * should uncharge to->memory.
6318                  */
6319                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to))
6320                         page_counter_uncharge(&mc.to->memory, mc.moved_swap);
6321
6322                 mc.moved_swap = 0;
6323         }
6324         memcg_oom_recover(from);
6325         memcg_oom_recover(to);
6326         wake_up_all(&mc.waitq);
6327 }
6328
6329 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
6330 {
6331         struct mm_struct *mm = mc.mm;
6332
6333         /*
6334          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
6335          * task migration.
6336          */
6337         mc.moving_task = NULL;
6338         __mem_cgroup_clear_mc();
6339         spin_lock(&mc.lock);
6340         mc.from = NULL;
6341         mc.to = NULL;
6342         mc.mm = NULL;
6343         spin_unlock(&mc.lock);
6344
6345         mmput(mm);
6346 }
6347
6348 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6349 {
6350         struct cgroup_subsys_state *css;
6351         struct mem_cgroup *memcg = NULL; /* unneeded init to make gcc happy */
6352         struct mem_cgroup *from;
6353         struct task_struct *leader, *p;
6354         struct mm_struct *mm;
6355         unsigned long move_flags;
6356         int ret = 0;
6357
6358         /* charge immigration isn't supported on the default hierarchy */
6359         if (cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
6360                 return 0;
6361
6362         /*
6363          * Multi-process migrations only happen on the default hierarchy
6364          * where charge immigration is not used.  Perform charge
6365          * immigration if @tset contains a leader and whine if there are
6366          * multiple.
6367          */
6368         p = NULL;
6369         cgroup_taskset_for_each_leader(leader, css, tset) {
6370                 WARN_ON_ONCE(p);
6371                 p = leader;
6372                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6373         }
6374         if (!p)
6375                 return 0;
6376
6377         /*
6378          * We are now committed to this value whatever it is. Changes in this
6379          * tunable will only affect upcoming migrations, not the current one.
6380          * So we need to save it, and keep it going.
6381          */
6382         move_flags = READ_ONCE(memcg->move_charge_at_immigrate);
6383         if (!move_flags)
6384                 return 0;
6385
6386         from = mem_cgroup_from_task(p);
6387
6388         VM_BUG_ON(from == memcg);
6389
6390         mm = get_task_mm(p);
6391         if (!mm)
6392                 return 0;
6393         /* We move charges only when we move a owner of the mm */
6394         if (mm->owner == p) {
6395                 VM_BUG_ON(mc.from);
6396                 VM_BUG_ON(mc.to);
6397                 VM_BUG_ON(mc.precharge);
6398                 VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
6399                 VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
6400
6401                 spin_lock(&mc.lock);
6402                 mc.mm = mm;
6403                 mc.from = from;
6404                 mc.to = memcg;
6405                 mc.flags = move_flags;
6406                 spin_unlock(&mc.lock);
6407                 /* We set mc.moving_task later */
6408
6409                 ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
6410                 if (ret)
6411                         mem_cgroup_clear_mc();
6412         } else {
6413                 mmput(mm);
6414         }
6415         return ret;
6416 }
6417
6418 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6419 {
6420         if (mc.to)
6421                 mem_cgroup_clear_mc();
6422 }
6423
6424 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
6425                                 unsigned long addr, unsigned long end,
6426                                 struct mm_walk *walk)
6427 {
6428         int ret = 0;
6429         struct vm_area_struct *vma = walk->vma;
6430         pte_t *pte;
6431         spinlock_t *ptl;
6432         enum mc_target_type target_type;
6433         union mc_target target;
6434         struct page *page;
6435
6436         ptl = pmd_trans_huge_lock(pmd, vma);
6437         if (ptl) {
6438                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
6439                         spin_unlock(ptl);
6440                         return 0;
6441                 }
6442                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
6443                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
6444                         page = target.page;
6445                         if (isolate_lru_page(page)) {
6446                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6447                                                              mc.from, mc.to)) {
6448                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6449                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6450                                 }
6451                                 putback_lru_page(page);
6452                         }
6453                         unlock_page(page);
6454                         put_page(page);
6455                 } else if (target_type == MC_TARGET_DEVICE) {
6456                         page = target.page;
6457                         if (!mem_cgroup_move_account(page, true,
6458                                                      mc.from, mc.to)) {
6459                                 mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
6460                                 mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
6461                         }
6462                         unlock_page(page);
6463                         put_page(page);
6464                 }
6465                 spin_unlock(ptl);
6466                 return 0;
6467         }
6468
6469 retry:
6470         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
6471         if (!pte)
6472                 return 0;
6473         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
6474                 pte_t ptent = ptep_get(pte++);
6475                 bool device = false;
6476                 swp_entry_t ent;
6477
6478                 if (!mc.precharge)
6479                         break;
6480
6481                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
6482                 case MC_TARGET_DEVICE:
6483                         device = true;
6484                         fallthrough;
6485                 case MC_TARGET_PAGE:
6486                         page = target.page;
6487                         /*
6488                          * We can have a part of the split pmd here. Moving it
6489                          * can be done but it would be too convoluted so simply
6490                          * ignore such a partial THP and keep it in original
6491                          * memcg. There should be somebody mapping the head.
6492                          */
6493                         if (PageTransCompound(page))
6494                                 goto put;
6495                         if (!device && !isolate_lru_page(page))
6496                                 goto put;
6497                         if (!mem_cgroup_move_account(page, false,
6498                                                 mc.from, mc.to)) {
6499                                 mc.precharge--;
6500                                 /* we uncharge from mc.from later. */
6501                                 mc.moved_charge++;
6502                         }
6503                         if (!device)
6504                                 putback_lru_page(page);
6505 put:                    /* get_mctgt_type() gets & locks the page */
6506                         unlock_page(page);
6507                         put_page(page);
6508                         break;
6509                 case MC_TARGET_SWAP:
6510                         ent = target.ent;
6511                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent, mc.from, mc.to)) {
6512                                 mc.precharge--;
6513                                 mem_cgroup_id_get_many(mc.to, 1);
6514                                 /* we fixup other refcnts and charges later. */
6515                                 mc.moved_swap++;
6516                         }
6517                         break;
6518                 default:
6519                         break;
6520                 }
6521         }
6522         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
6523         cond_resched();
6524
6525         if (addr != end) {
6526                 /*
6527                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
6528                  * We try charge one by one, but don't do any additional
6529                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
6530                  * phase.
6531                  */
6532                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
6533                 if (!ret)
6534                         goto retry;
6535         }
6536
6537         return ret;
6538 }
6539
6540 static const struct mm_walk_ops charge_walk_ops = {
6541         .pmd_entry      = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
6542         .walk_lock      = PGWALK_RDLOCK,
6543 };
6544
6545 static void mem_cgroup_move_charge(void)
6546 {
6547         lru_add_drain_all();
6548         /*
6549          * Signal folio_memcg_lock() to take the memcg's move_lock
6550          * while we're moving its pages to another memcg. Then wait
6551          * for already started RCU-only updates to finish.
6552          */
6553         atomic_inc(&mc.from->moving_account);
6554         synchronize_rcu();
6555 retry:
6556         if (unlikely(!mmap_read_trylock(mc.mm))) {
6557                 /*
6558                  * Someone who are holding the mmap_lock might be waiting in
6559                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
6560                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
6561                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
6562                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
6563                  */
6564                 __mem_cgroup_clear_mc();
6565                 cond_resched();
6566                 goto retry;
6567         }
6568         /*
6569          * When we have consumed all precharges and failed in doing
6570          * additional charge, the page walk just aborts.
6571          */
6572         walk_page_range(mc.mm, 0, ULONG_MAX, &charge_walk_ops, NULL);
6573         mmap_read_unlock(mc.mm);
6574         atomic_dec(&mc.from->moving_account);
6575 }
6576
6577 static void mem_cgroup_move_task(void)
6578 {
6579         if (mc.to) {
6580                 mem_cgroup_move_charge();
6581                 mem_cgroup_clear_mc();
6582         }
6583 }
6584
6585 #else   /* !CONFIG_MMU */
6586 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6587 {
6588         return 0;
6589 }
6590 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6591 {
6592 }
6593 static void mem_cgroup_move_task(void)
6594 {
6595 }
6596 #endif
6597
6598 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6599 static void mem_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6600 {
6601         /*
6602          * Set the update flag to cause task->objcg to be initialized lazily
6603          * on the first allocation. It can be done without any synchronization
6604          * because it's always performed on the current task, so does
6605          * current_objcg_update().
6606          */
6607         task->objcg = (struct obj_cgroup *)CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG;
6608 }
6609
6610 static void mem_cgroup_exit(struct task_struct *task)
6611 {
6612         struct obj_cgroup *objcg = task->objcg;
6613
6614         objcg = (struct obj_cgroup *)
6615                 ((unsigned long)objcg & ~CURRENT_OBJCG_UPDATE_FLAG);
6616         if (objcg)
6617                 obj_cgroup_put(objcg);
6618
6619         /*
6620          * Some kernel allocations can happen after this point,
6621          * but let's ignore them. It can be done without any synchronization
6622          * because it's always performed on the current task, so does
6623          * current_objcg_update().
6624          */
6625         task->objcg = NULL;
6626 }
6627 #endif
6628
6629 #ifdef CONFIG_LRU_GEN
6630 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6631 {
6632         struct task_struct *task;
6633         struct cgroup_subsys_state *css;
6634
6635         /* find the first leader if there is any */
6636         cgroup_taskset_for_each_leader(task, css, tset)
6637                 break;
6638
6639         if (!task)
6640                 return;
6641
6642         task_lock(task);
6643         if (task->mm && READ_ONCE(task->mm->owner) == task)
6644                 lru_gen_migrate_mm(task->mm);
6645         task_unlock(task);
6646 }
6647 #else
6648 static void mem_cgroup_lru_gen_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6649 #endif /* CONFIG_LRU_GEN */
6650
6651 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
6652 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6653 {
6654         struct task_struct *task;
6655         struct cgroup_subsys_state *css;
6656
6657         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6658                 /* atomically set the update bit */
6659                 set_bit(CURRENT_OBJCG_UPDATE_BIT, (unsigned long *)&task->objcg);
6660         }
6661 }
6662 #else
6663 static void mem_cgroup_kmem_attach(struct cgroup_taskset *tset) {}
6664 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
6665
6666 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
6667 static void mem_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6668 {
6669         mem_cgroup_lru_gen_attach(tset);
6670         mem_cgroup_kmem_attach(tset);
6671 }
6672 #endif
6673
6674 static int seq_puts_memcg_tunable(struct seq_file *m, unsigned long value)
6675 {
6676         if (value == PAGE_COUNTER_MAX)
6677                 seq_puts(m, "max\n");
6678         else
6679                 seq_printf(m, "%llu\n", (u64)value * PAGE_SIZE);
6680
6681         return 0;
6682 }
6683
6684 static u64 memory_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6685                                struct cftype *cft)
6686 {
6687         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6688
6689         return (u64)page_counter_read(&memcg->memory) * PAGE_SIZE;
6690 }
6691
6692 static u64 memory_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
6693                             struct cftype *cft)
6694 {
6695         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
6696
6697         return (u64)memcg->memory.watermark * PAGE_SIZE;
6698 }
6699
6700 static int memory_min_show(struct seq_file *m, void *v)
6701 {
6702         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6703                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.min));
6704 }
6705
6706 static ssize_t memory_min_write(struct kernfs_open_file *of,
6707                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6708 {
6709         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6710         unsigned long min;
6711         int err;
6712
6713         buf = strstrip(buf);
6714         err = page_counter_memparse(buf, "max", &min);
6715         if (err)
6716                 return err;
6717
6718         page_counter_set_min(&memcg->memory, min);
6719
6720         return nbytes;
6721 }
6722
6723 static int memory_low_show(struct seq_file *m, void *v)
6724 {
6725         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6726                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.low));
6727 }
6728
6729 static ssize_t memory_low_write(struct kernfs_open_file *of,
6730                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6731 {
6732         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6733         unsigned long low;
6734         int err;
6735
6736         buf = strstrip(buf);
6737         err = page_counter_memparse(buf, "max", &low);
6738         if (err)
6739                 return err;
6740
6741         page_counter_set_low(&memcg->memory, low);
6742
6743         return nbytes;
6744 }
6745
6746 static int memory_high_show(struct seq_file *m, void *v)
6747 {
6748         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6749                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.high));
6750 }
6751
6752 static ssize_t memory_high_write(struct kernfs_open_file *of,
6753                                  char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6754 {
6755         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6756         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6757         bool drained = false;
6758         unsigned long high;
6759         int err;
6760
6761         buf = strstrip(buf);
6762         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
6763         if (err)
6764                 return err;
6765
6766         page_counter_set_high(&memcg->memory, high);
6767
6768         for (;;) {
6769                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6770                 unsigned long reclaimed;
6771
6772                 if (nr_pages <= high)
6773                         break;
6774
6775                 if (signal_pending(current))
6776                         break;
6777
6778                 if (!drained) {
6779                         drain_all_stock(memcg);
6780                         drained = true;
6781                         continue;
6782                 }
6783
6784                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - high,
6785                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP);
6786
6787                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6788                         break;
6789         }
6790
6791         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6792         return nbytes;
6793 }
6794
6795 static int memory_max_show(struct seq_file *m, void *v)
6796 {
6797         return seq_puts_memcg_tunable(m,
6798                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->memory.max));
6799 }
6800
6801 static ssize_t memory_max_write(struct kernfs_open_file *of,
6802                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6803 {
6804         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6805         unsigned int nr_reclaims = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6806         bool drained = false;
6807         unsigned long max;
6808         int err;
6809
6810         buf = strstrip(buf);
6811         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
6812         if (err)
6813                 return err;
6814
6815         xchg(&memcg->memory.max, max);
6816
6817         for (;;) {
6818                 unsigned long nr_pages = page_counter_read(&memcg->memory);
6819
6820                 if (nr_pages <= max)
6821                         break;
6822
6823                 if (signal_pending(current))
6824                         break;
6825
6826                 if (!drained) {
6827                         drain_all_stock(memcg);
6828                         drained = true;
6829                         continue;
6830                 }
6831
6832                 if (nr_reclaims) {
6833                         if (!try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, nr_pages - max,
6834                                         GFP_KERNEL, MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP))
6835                                 nr_reclaims--;
6836                         continue;
6837                 }
6838
6839                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_OOM);
6840                 if (!mem_cgroup_out_of_memory(memcg, GFP_KERNEL, 0))
6841                         break;
6842         }
6843
6844         memcg_wb_domain_size_changed(memcg);
6845         return nbytes;
6846 }
6847
6848 /*
6849  * Note: don't forget to update the 'samples/cgroup/memcg_event_listener'
6850  * if any new events become available.
6851  */
6852 static void __memory_events_show(struct seq_file *m, atomic_long_t *events)
6853 {
6854         seq_printf(m, "low %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_LOW]));
6855         seq_printf(m, "high %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_HIGH]));
6856         seq_printf(m, "max %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_MAX]));
6857         seq_printf(m, "oom %lu\n", atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM]));
6858         seq_printf(m, "oom_kill %lu\n",
6859                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_KILL]));
6860         seq_printf(m, "oom_group_kill %lu\n",
6861                    atomic_long_read(&events[MEMCG_OOM_GROUP_KILL]));
6862 }
6863
6864 static int memory_events_show(struct seq_file *m, void *v)
6865 {
6866         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6867
6868         __memory_events_show(m, memcg->memory_events);
6869         return 0;
6870 }
6871
6872 static int memory_events_local_show(struct seq_file *m, void *v)
6873 {
6874         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6875
6876         __memory_events_show(m, memcg->memory_events_local);
6877         return 0;
6878 }
6879
6880 static int memory_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6881 {
6882         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6883         char *buf = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
6884         struct seq_buf s;
6885
6886         if (!buf)
6887                 return -ENOMEM;
6888         seq_buf_init(&s, buf, PAGE_SIZE);
6889         memory_stat_format(memcg, &s);
6890         seq_puts(m, buf);
6891         kfree(buf);
6892         return 0;
6893 }
6894
6895 #ifdef CONFIG_NUMA
6896 static inline unsigned long lruvec_page_state_output(struct lruvec *lruvec,
6897                                                      int item)
6898 {
6899         return lruvec_page_state(lruvec, item) *
6900                 memcg_page_state_output_unit(item);
6901 }
6902
6903 static int memory_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *v)
6904 {
6905         int i;
6906         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6907
6908         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
6909
6910         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(memory_stats); i++) {
6911                 int nid;
6912
6913                 if (memory_stats[i].idx >= NR_VM_NODE_STAT_ITEMS)
6914                         continue;
6915
6916                 seq_printf(m, "%s", memory_stats[i].name);
6917                 for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
6918                         u64 size;
6919                         struct lruvec *lruvec;
6920
6921                         lruvec = mem_cgroup_lruvec(memcg, NODE_DATA(nid));
6922                         size = lruvec_page_state_output(lruvec,
6923                                                         memory_stats[i].idx);
6924                         seq_printf(m, " N%d=%llu", nid, size);
6925                 }
6926                 seq_putc(m, '\n');
6927         }
6928
6929         return 0;
6930 }
6931 #endif
6932
6933 static int memory_oom_group_show(struct seq_file *m, void *v)
6934 {
6935         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
6936
6937         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->oom_group));
6938
6939         return 0;
6940 }
6941
6942 static ssize_t memory_oom_group_write(struct kernfs_open_file *of,
6943                                       char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
6944 {
6945         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6946         int ret, oom_group;
6947
6948         buf = strstrip(buf);
6949         if (!buf)
6950                 return -EINVAL;
6951
6952         ret = kstrtoint(buf, 0, &oom_group);
6953         if (ret)
6954                 return ret;
6955
6956         if (oom_group != 0 && oom_group != 1)
6957                 return -EINVAL;
6958
6959         WRITE_ONCE(memcg->oom_group, oom_group);
6960
6961         return nbytes;
6962 }
6963
6964 static ssize_t memory_reclaim(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
6965                               size_t nbytes, loff_t off)
6966 {
6967         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
6968         unsigned int nr_retries = MAX_RECLAIM_RETRIES;
6969         unsigned long nr_to_reclaim, nr_reclaimed = 0;
6970         unsigned int reclaim_options;
6971         int err;
6972
6973         buf = strstrip(buf);
6974         err = page_counter_memparse(buf, "", &nr_to_reclaim);
6975         if (err)
6976                 return err;
6977
6978         reclaim_options = MEMCG_RECLAIM_MAY_SWAP | MEMCG_RECLAIM_PROACTIVE;
6979         while (nr_reclaimed < nr_to_reclaim) {
6980                 unsigned long reclaimed;
6981
6982                 if (signal_pending(current))
6983                         return -EINTR;
6984
6985                 /*
6986                  * This is the final attempt, drain percpu lru caches in the
6987                  * hope of introducing more evictable pages for
6988                  * try_to_free_mem_cgroup_pages().
6989                  */
6990                 if (!nr_retries)
6991                         lru_add_drain_all();
6992
6993                 reclaimed = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg,
6994                                         min(nr_to_reclaim - nr_reclaimed, SWAP_CLUSTER_MAX),
6995                                         GFP_KERNEL, reclaim_options);
6996
6997                 if (!reclaimed && !nr_retries--)
6998                         return -EAGAIN;
6999
7000                 nr_reclaimed += reclaimed;
7001         }
7002
7003         return nbytes;
7004 }
7005
7006 static struct cftype memory_files[] = {
7007         {
7008                 .name = "current",
7009                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7010                 .read_u64 = memory_current_read,
7011         },
7012         {
7013                 .name = "peak",
7014                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7015                 .read_u64 = memory_peak_read,
7016         },
7017         {
7018                 .name = "min",
7019                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7020                 .seq_show = memory_min_show,
7021                 .write = memory_min_write,
7022         },
7023         {
7024                 .name = "low",
7025                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7026                 .seq_show = memory_low_show,
7027                 .write = memory_low_write,
7028         },
7029         {
7030                 .name = "high",
7031                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7032                 .seq_show = memory_high_show,
7033                 .write = memory_high_write,
7034         },
7035         {
7036                 .name = "max",
7037                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7038                 .seq_show = memory_max_show,
7039                 .write = memory_max_write,
7040         },
7041         {
7042                 .name = "events",
7043                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7044                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_file),
7045                 .seq_show = memory_events_show,
7046         },
7047         {
7048                 .name = "events.local",
7049                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7050                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, events_local_file),
7051                 .seq_show = memory_events_local_show,
7052         },
7053         {
7054                 .name = "stat",
7055                 .seq_show = memory_stat_show,
7056         },
7057 #ifdef CONFIG_NUMA
7058         {
7059                 .name = "numa_stat",
7060                 .seq_show = memory_numa_stat_show,
7061         },
7062 #endif
7063         {
7064                 .name = "oom.group",
7065                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT | CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7066                 .seq_show = memory_oom_group_show,
7067                 .write = memory_oom_group_write,
7068         },
7069         {
7070                 .name = "reclaim",
7071                 .flags = CFTYPE_NS_DELEGATABLE,
7072                 .write = memory_reclaim,
7073         },
7074         { }     /* terminate */
7075 };
7076
7077 struct cgroup_subsys memory_cgrp_subsys = {
7078         .css_alloc = mem_cgroup_css_alloc,
7079         .css_online = mem_cgroup_css_online,
7080         .css_offline = mem_cgroup_css_offline,
7081         .css_released = mem_cgroup_css_released,
7082         .css_free = mem_cgroup_css_free,
7083         .css_reset = mem_cgroup_css_reset,
7084         .css_rstat_flush = mem_cgroup_css_rstat_flush,
7085         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
7086 #if defined(CONFIG_LRU_GEN) || defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
7087         .attach = mem_cgroup_attach,
7088 #endif
7089         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
7090         .post_attach = mem_cgroup_move_task,
7091 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
7092         .fork = mem_cgroup_fork,
7093         .exit = mem_cgroup_exit,
7094 #endif
7095         .dfl_cftypes = memory_files,
7096         .legacy_cftypes = mem_cgroup_legacy_files,
7097         .early_init = 0,
7098 };
7099
7100 /*
7101  * This function calculates an individual cgroup's effective
7102  * protection which is derived from its own memory.min/low, its
7103  * parent's and siblings' settings, as well as the actual memory
7104  * distribution in the tree.
7105  *
7106  * The following rules apply to the effective protection values:
7107  *
7108  * 1. At the first level of reclaim, effective protection is equal to
7109  *    the declared protection in memory.min and memory.low.
7110  *
7111  * 2. To enable safe delegation of the protection configuration, at
7112  *    subsequent levels the effective protection is capped to the
7113  *    parent's effective protection.
7114  *
7115  * 3. To make complex and dynamic subtrees easier to configure, the
7116  *    user is allowed to overcommit the declared protection at a given
7117  *    level. If that is the case, the parent's effective protection is
7118  *    distributed to the children in proportion to how much protection
7119  *    they have declared and how much of it they are utilizing.
7120  *
7121  *    This makes distribution proportional, but also work-conserving:
7122  *    if one cgroup claims much more protection than it uses memory,
7123  *    the unused remainder is available to its siblings.
7124  *
7125  * 4. Conversely, when the declared protection is undercommitted at a
7126  *    given level, the distribution of the larger parental protection
7127  *    budget is NOT proportional. A cgroup's protection from a sibling
7128  *    is capped to its own memory.min/low setting.
7129  *
7130  * 5. However, to allow protecting recursive subtrees from each other
7131  *    without having to declare each individual cgroup's fixed share
7132  *    of the ancestor's claim to protection, any unutilized -
7133  *    "floating" - protection from up the tree is distributed in
7134  *    proportion to each cgroup's *usage*. This makes the protection
7135  *    neutral wrt sibling cgroups and lets them compete freely over
7136  *    the shared parental protection budget, but it protects the
7137  *    subtree as a whole from neighboring subtrees.
7138  *
7139  * Note that 4. and 5. are not in conflict: 4. is about protecting
7140  * against immediate siblings whereas 5. is about protecting against
7141  * neighboring subtrees.
7142  */
7143 static unsigned long effective_protection(unsigned long usage,
7144                                           unsigned long parent_usage,
7145                                           unsigned long setting,
7146                                           unsigned long parent_effective,
7147                                           unsigned long siblings_protected)
7148 {
7149         unsigned long protected;
7150         unsigned long ep;
7151
7152         protected = min(usage, setting);
7153         /*
7154          * If all cgroups at this level combined claim and use more
7155          * protection than what the parent affords them, distribute
7156          * shares in proportion to utilization.
7157          *
7158          * We are using actual utilization rather than the statically
7159          * claimed protection in order to be work-conserving: claimed
7160          * but unused protection is available to siblings that would
7161          * otherwise get a smaller chunk than what they claimed.
7162          */
7163         if (siblings_protected > parent_effective)
7164                 return protected * parent_effective / siblings_protected;
7165
7166         /*
7167          * Ok, utilized protection of all children is within what the
7168          * parent affords them, so we know whatever this child claims
7169          * and utilizes is effectively protected.
7170          *
7171          * If there is unprotected usage beyond this value, reclaim
7172          * will apply pressure in proportion to that amount.
7173          *
7174          * If there is unutilized protection, the cgroup will be fully
7175          * shielded from reclaim, but we do return a smaller value for
7176          * protection than what the group could enjoy in theory. This
7177          * is okay. With the overcommit distribution above, effective
7178          * protection is always dependent on how memory is actually
7179          * consumed among the siblings anyway.
7180          */
7181         ep = protected;
7182
7183         /*
7184          * If the children aren't claiming (all of) the protection
7185          * afforded to them by the parent, distribute the remainder in
7186          * proportion to the (unprotected) memory of each cgroup. That
7187          * way, cgroups that aren't explicitly prioritized wrt each
7188          * other compete freely over the allowance, but they are
7189          * collectively protected from neighboring trees.
7190          *
7191          * We're using unprotected memory for the weight so that if
7192          * some cgroups DO claim explicit protection, we don't protect
7193          * the same bytes twice.
7194          *
7195          * Check both usage and parent_usage against the respective
7196          * protected values. One should imply the other, but they
7197          * aren't read atomically - make sure the division is sane.
7198          */
7199         if (!(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_RECURSIVE_PROT))
7200                 return ep;
7201         if (parent_effective > siblings_protected &&
7202             parent_usage > siblings_protected &&
7203             usage > protected) {
7204                 unsigned long unclaimed;
7205
7206                 unclaimed = parent_effective - siblings_protected;
7207                 unclaimed *= usage - protected;
7208                 unclaimed /= parent_usage - siblings_protected;
7209
7210                 ep += unclaimed;
7211         }
7212
7213         return ep;
7214 }
7215
7216 /**
7217  * mem_cgroup_calculate_protection - check if memory consumption is in the normal range
7218  * @root: the top ancestor of the sub-tree being checked
7219  * @memcg: the memory cgroup to check
7220  *
7221  * WARNING: This function is not stateless! It can only be used as part
7222  *          of a top-down tree iteration, not for isolated queries.
7223  */
7224 void mem_cgroup_calculate_protection(struct mem_cgroup *root,
7225                                      struct mem_cgroup *memcg)
7226 {
7227         unsigned long usage, parent_usage;
7228         struct mem_cgroup *parent;
7229
7230         if (mem_cgroup_disabled())
7231                 return;
7232
7233         if (!root)
7234                 root = root_mem_cgroup;
7235
7236         /*
7237          * Effective values of the reclaim targets are ignored so they
7238          * can be stale. Have a look at mem_cgroup_protection for more
7239          * details.
7240          * TODO: calculation should be more robust so that we do not need
7241          * that special casing.
7242          */
7243         if (memcg == root)
7244                 return;
7245
7246         usage = page_counter_read(&memcg->memory);
7247         if (!usage)
7248                 return;
7249
7250         parent = parent_mem_cgroup(memcg);
7251
7252         if (parent == root) {
7253                 memcg->memory.emin = READ_ONCE(memcg->memory.min);
7254                 memcg->memory.elow = READ_ONCE(memcg->memory.low);
7255                 return;
7256         }
7257
7258         parent_usage = page_counter_read(&parent->memory);
7259
7260         WRITE_ONCE(memcg->memory.emin, effective_protection(usage, parent_usage,
7261                         READ_ONCE(memcg->memory.min),
7262                         READ_ONCE(parent->memory.emin),
7263                         atomic_long_read(&parent->memory.children_min_usage)));
7264
7265         WRITE_ONCE(memcg->memory.elow, effective_protection(usage, parent_usage,
7266                         READ_ONCE(memcg->memory.low),
7267                         READ_ONCE(parent->memory.elow),
7268                         atomic_long_read(&parent->memory.children_low_usage)));
7269 }
7270
7271 static int charge_memcg(struct folio *folio, struct mem_cgroup *memcg,
7272                         gfp_t gfp)
7273 {
7274         int ret;
7275
7276         ret = try_charge(memcg, gfp, folio_nr_pages(folio));
7277         if (ret)
7278                 goto out;
7279
7280         mem_cgroup_commit_charge(folio, memcg);
7281 out:
7282         return ret;
7283 }
7284
7285 int __mem_cgroup_charge(struct folio *folio, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp)
7286 {
7287         struct mem_cgroup *memcg;
7288         int ret;
7289
7290         memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7291         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7292         css_put(&memcg->css);
7293
7294         return ret;
7295 }
7296
7297 /**
7298  * mem_cgroup_hugetlb_try_charge - try to charge the memcg for a hugetlb folio
7299  * @memcg: memcg to charge.
7300  * @gfp: reclaim mode.
7301  * @nr_pages: number of pages to charge.
7302  *
7303  * This function is called when allocating a huge page folio to determine if
7304  * the memcg has the capacity for it. It does not commit the charge yet,
7305  * as the hugetlb folio itself has not been obtained from the hugetlb pool.
7306  *
7307  * Once we have obtained the hugetlb folio, we can call
7308  * mem_cgroup_commit_charge() to commit the charge. If we fail to obtain the
7309  * folio, we should instead call mem_cgroup_cancel_charge() to undo the effect
7310  * of try_charge().
7311  *
7312  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7313  */
7314 int mem_cgroup_hugetlb_try_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp,
7315                         long nr_pages)
7316 {
7317         /*
7318          * If hugetlb memcg charging is not enabled, do not fail hugetlb allocation,
7319          * but do not attempt to commit charge later (or cancel on error) either.
7320          */
7321         if (mem_cgroup_disabled() || !memcg ||
7322                 !cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) ||
7323                 !(cgrp_dfl_root.flags & CGRP_ROOT_MEMORY_HUGETLB_ACCOUNTING))
7324                 return -EOPNOTSUPP;
7325
7326         if (try_charge(memcg, gfp, nr_pages))
7327                 return -ENOMEM;
7328
7329         return 0;
7330 }
7331
7332 /**
7333  * mem_cgroup_swapin_charge_folio - Charge a newly allocated folio for swapin.
7334  * @folio: folio to charge.
7335  * @mm: mm context of the victim
7336  * @gfp: reclaim mode
7337  * @entry: swap entry for which the folio is allocated
7338  *
7339  * This function charges a folio allocated for swapin. Please call this before
7340  * adding the folio to the swapcache.
7341  *
7342  * Returns 0 on success. Otherwise, an error code is returned.
7343  */
7344 int mem_cgroup_swapin_charge_folio(struct folio *folio, struct mm_struct *mm,
7345                                   gfp_t gfp, swp_entry_t entry)
7346 {
7347         struct mem_cgroup *memcg;
7348         unsigned short id;
7349         int ret;
7350
7351         if (mem_cgroup_disabled())
7352                 return 0;
7353
7354         id = lookup_swap_cgroup_id(entry);
7355         rcu_read_lock();
7356         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7357         if (!memcg || !css_tryget_online(&memcg->css))
7358                 memcg = get_mem_cgroup_from_mm(mm);
7359         rcu_read_unlock();
7360
7361         ret = charge_memcg(folio, memcg, gfp);
7362
7363         css_put(&memcg->css);
7364         return ret;
7365 }
7366
7367 /*
7368  * mem_cgroup_swapin_uncharge_swap - uncharge swap slot
7369  * @entry: swap entry for which the page is charged
7370  *
7371  * Call this function after successfully adding the charged page to swapcache.
7372  *
7373  * Note: This function assumes the page for which swap slot is being uncharged
7374  * is order 0 page.
7375  */
7376 void mem_cgroup_swapin_uncharge_swap(swp_entry_t entry)
7377 {
7378         /*
7379          * Cgroup1's unified memory+swap counter has been charged with the
7380          * new swapcache page, finish the transfer by uncharging the swap
7381          * slot. The swap slot would also get uncharged when it dies, but
7382          * it can stick around indefinitely and we'd count the page twice
7383          * the entire time.
7384          *
7385          * Cgroup2 has separate resource counters for memory and swap,
7386          * so this is a non-issue here. Memory and swap charge lifetimes
7387          * correspond 1:1 to page and swap slot lifetimes: we charge the
7388          * page to memory here, and uncharge swap when the slot is freed.
7389          */
7390         if (!mem_cgroup_disabled() && do_memsw_account()) {
7391                 /*
7392                  * The swap entry might not get freed for a long time,
7393                  * let's not wait for it.  The page already received a
7394                  * memory+swap charge, drop the swap entry duplicate.
7395                  */
7396                 mem_cgroup_uncharge_swap(entry, 1);
7397         }
7398 }
7399
7400 struct uncharge_gather {
7401         struct mem_cgroup *memcg;
7402         unsigned long nr_memory;
7403         unsigned long pgpgout;
7404         unsigned long nr_kmem;
7405         int nid;
7406 };
7407
7408 static inline void uncharge_gather_clear(struct uncharge_gather *ug)
7409 {
7410         memset(ug, 0, sizeof(*ug));
7411 }
7412
7413 static void uncharge_batch(const struct uncharge_gather *ug)
7414 {
7415         unsigned long flags;
7416
7417         if (ug->nr_memory) {
7418                 page_counter_uncharge(&ug->memcg->memory, ug->nr_memory);
7419                 if (do_memsw_account())
7420                         page_counter_uncharge(&ug->memcg->memsw, ug->nr_memory);
7421                 if (ug->nr_kmem)
7422                         memcg_account_kmem(ug->memcg, -ug->nr_kmem);
7423                 memcg_oom_recover(ug->memcg);
7424         }
7425
7426         local_irq_save(flags);
7427         __count_memcg_events(ug->memcg, PGPGOUT, ug->pgpgout);
7428         __this_cpu_add(ug->memcg->vmstats_percpu->nr_page_events, ug->nr_memory);
7429         memcg_check_events(ug->memcg, ug->nid);
7430         local_irq_restore(flags);
7431
7432         /* drop reference from uncharge_folio */
7433         css_put(&ug->memcg->css);
7434 }
7435
7436 static void uncharge_folio(struct folio *folio, struct uncharge_gather *ug)
7437 {
7438         long nr_pages;
7439         struct mem_cgroup *memcg;
7440         struct obj_cgroup *objcg;
7441
7442         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7443
7444         /*
7445          * Nobody should be changing or seriously looking at
7446          * folio memcg or objcg at this point, we have fully
7447          * exclusive access to the folio.
7448          */
7449         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7450                 objcg = __folio_objcg(folio);
7451                 /*
7452                  * This get matches the put at the end of the function and
7453                  * kmem pages do not hold memcg references anymore.
7454                  */
7455                 memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
7456         } else {
7457                 memcg = __folio_memcg(folio);
7458         }
7459
7460         if (!memcg)
7461                 return;
7462
7463         if (ug->memcg != memcg) {
7464                 if (ug->memcg) {
7465                         uncharge_batch(ug);
7466                         uncharge_gather_clear(ug);
7467                 }
7468                 ug->memcg = memcg;
7469                 ug->nid = folio_nid(folio);
7470
7471                 /* pairs with css_put in uncharge_batch */
7472                 css_get(&memcg->css);
7473         }
7474
7475         nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7476
7477         if (folio_memcg_kmem(folio)) {
7478                 ug->nr_memory += nr_pages;
7479                 ug->nr_kmem += nr_pages;
7480
7481                 folio->memcg_data = 0;
7482                 obj_cgroup_put(objcg);
7483         } else {
7484                 /* LRU pages aren't accounted at the root level */
7485                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7486                         ug->nr_memory += nr_pages;
7487                 ug->pgpgout++;
7488
7489                 folio->memcg_data = 0;
7490         }
7491
7492         css_put(&memcg->css);
7493 }
7494
7495 void __mem_cgroup_uncharge(struct folio *folio)
7496 {
7497         struct uncharge_gather ug;
7498
7499         /* Don't touch folio->lru of any random page, pre-check: */
7500         if (!folio_memcg(folio))
7501                 return;
7502
7503         uncharge_gather_clear(&ug);
7504         uncharge_folio(folio, &ug);
7505         uncharge_batch(&ug);
7506 }
7507
7508 /**
7509  * __mem_cgroup_uncharge_list - uncharge a list of page
7510  * @page_list: list of pages to uncharge
7511  *
7512  * Uncharge a list of pages previously charged with
7513  * __mem_cgroup_charge().
7514  */
7515 void __mem_cgroup_uncharge_list(struct list_head *page_list)
7516 {
7517         struct uncharge_gather ug;
7518         struct folio *folio;
7519
7520         uncharge_gather_clear(&ug);
7521         list_for_each_entry(folio, page_list, lru)
7522                 uncharge_folio(folio, &ug);
7523         if (ug.memcg)
7524                 uncharge_batch(&ug);
7525 }
7526
7527 /**
7528  * mem_cgroup_replace_folio - Charge a folio's replacement.
7529  * @old: Currently circulating folio.
7530  * @new: Replacement folio.
7531  *
7532  * Charge @new as a replacement folio for @old. @old will
7533  * be uncharged upon free. This is only used by the page cache
7534  * (in replace_page_cache_folio()).
7535  *
7536  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7537  */
7538 void mem_cgroup_replace_folio(struct folio *old, struct folio *new)
7539 {
7540         struct mem_cgroup *memcg;
7541         long nr_pages = folio_nr_pages(new);
7542         unsigned long flags;
7543
7544         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7545         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7546         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7547         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != nr_pages, new);
7548
7549         if (mem_cgroup_disabled())
7550                 return;
7551
7552         /* Page cache replacement: new folio already charged? */
7553         if (folio_memcg(new))
7554                 return;
7555
7556         memcg = folio_memcg(old);
7557         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, old);
7558         if (!memcg)
7559                 return;
7560
7561         /* Force-charge the new page. The old one will be freed soon */
7562         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7563                 page_counter_charge(&memcg->memory, nr_pages);
7564                 if (do_memsw_account())
7565                         page_counter_charge(&memcg->memsw, nr_pages);
7566         }
7567
7568         css_get(&memcg->css);
7569         commit_charge(new, memcg);
7570
7571         local_irq_save(flags);
7572         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, nr_pages);
7573         memcg_check_events(memcg, folio_nid(new));
7574         local_irq_restore(flags);
7575 }
7576
7577 /**
7578  * mem_cgroup_migrate - Transfer the memcg data from the old to the new folio.
7579  * @old: Currently circulating folio.
7580  * @new: Replacement folio.
7581  *
7582  * Transfer the memcg data from the old folio to the new folio for migration.
7583  * The old folio's data info will be cleared. Note that the memory counters
7584  * will remain unchanged throughout the process.
7585  *
7586  * Both folios must be locked, @new->mapping must be set up.
7587  */
7588 void mem_cgroup_migrate(struct folio *old, struct folio *new)
7589 {
7590         struct mem_cgroup *memcg;
7591
7592         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(old), old);
7593         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(new), new);
7594         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_anon(old) != folio_test_anon(new), new);
7595         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_nr_pages(old) != folio_nr_pages(new), new);
7596
7597         if (mem_cgroup_disabled())
7598                 return;
7599
7600         memcg = folio_memcg(old);
7601         /*
7602          * Note that it is normal to see !memcg for a hugetlb folio.
7603          * For e.g, itt could have been allocated when memory_hugetlb_accounting
7604          * was not selected.
7605          */
7606         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!folio_test_hugetlb(old) && !memcg, old);
7607         if (!memcg)
7608                 return;
7609
7610         /* Transfer the charge and the css ref */
7611         commit_charge(new, memcg);
7612         /*
7613          * If the old folio is a large folio and is in the split queue, it needs
7614          * to be removed from the split queue now, in case getting an incorrect
7615          * split queue in destroy_large_folio() after the memcg of the old folio
7616          * is cleared.
7617          *
7618          * In addition, the old folio is about to be freed after migration, so
7619          * removing from the split queue a bit earlier seems reasonable.
7620          */
7621         if (folio_test_large(old) && folio_test_large_rmappable(old))
7622                 folio_undo_large_rmappable(old);
7623         old->memcg_data = 0;
7624 }
7625
7626 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(memcg_sockets_enabled_key);
7627 EXPORT_SYMBOL(memcg_sockets_enabled_key);
7628
7629 void mem_cgroup_sk_alloc(struct sock *sk)
7630 {
7631         struct mem_cgroup *memcg;
7632
7633         if (!mem_cgroup_sockets_enabled)
7634                 return;
7635
7636         /* Do not associate the sock with unrelated interrupted task's memcg. */
7637         if (!in_task())
7638                 return;
7639
7640         rcu_read_lock();
7641         memcg = mem_cgroup_from_task(current);
7642         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
7643                 goto out;
7644         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys) && !memcg->tcpmem_active)
7645                 goto out;
7646         if (css_tryget(&memcg->css))
7647                 sk->sk_memcg = memcg;
7648 out:
7649         rcu_read_unlock();
7650 }
7651
7652 void mem_cgroup_sk_free(struct sock *sk)
7653 {
7654         if (sk->sk_memcg)
7655                 css_put(&sk->sk_memcg->css);
7656 }
7657
7658 /**
7659  * mem_cgroup_charge_skmem - charge socket memory
7660  * @memcg: memcg to charge
7661  * @nr_pages: number of pages to charge
7662  * @gfp_mask: reclaim mode
7663  *
7664  * Charges @nr_pages to @memcg. Returns %true if the charge fit within
7665  * @memcg's configured limit, %false if it doesn't.
7666  */
7667 bool mem_cgroup_charge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages,
7668                              gfp_t gfp_mask)
7669 {
7670         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7671                 struct page_counter *fail;
7672
7673                 if (page_counter_try_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages, &fail)) {
7674                         memcg->tcpmem_pressure = 0;
7675                         return true;
7676                 }
7677                 memcg->tcpmem_pressure = 1;
7678                 if (gfp_mask & __GFP_NOFAIL) {
7679                         page_counter_charge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7680                         return true;
7681                 }
7682                 return false;
7683         }
7684
7685         if (try_charge(memcg, gfp_mask, nr_pages) == 0) {
7686                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, nr_pages);
7687                 return true;
7688         }
7689
7690         return false;
7691 }
7692
7693 /**
7694  * mem_cgroup_uncharge_skmem - uncharge socket memory
7695  * @memcg: memcg to uncharge
7696  * @nr_pages: number of pages to uncharge
7697  */
7698 void mem_cgroup_uncharge_skmem(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
7699 {
7700         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys)) {
7701                 page_counter_uncharge(&memcg->tcpmem, nr_pages);
7702                 return;
7703         }
7704
7705         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SOCK, -nr_pages);
7706
7707         refill_stock(memcg, nr_pages);
7708 }
7709
7710 static int __init cgroup_memory(char *s)
7711 {
7712         char *token;
7713
7714         while ((token = strsep(&s, ",")) != NULL) {
7715                 if (!*token)
7716                         continue;
7717                 if (!strcmp(token, "nosocket"))
7718                         cgroup_memory_nosocket = true;
7719                 if (!strcmp(token, "nokmem"))
7720                         cgroup_memory_nokmem = true;
7721                 if (!strcmp(token, "nobpf"))
7722                         cgroup_memory_nobpf = true;
7723         }
7724         return 1;
7725 }
7726 __setup("cgroup.memory=", cgroup_memory);
7727
7728 /*
7729  * subsys_initcall() for memory controller.
7730  *
7731  * Some parts like memcg_hotplug_cpu_dead() have to be initialized from this
7732  * context because of lock dependencies (cgroup_lock -> cpu hotplug) but
7733  * basically everything that doesn't depend on a specific mem_cgroup structure
7734  * should be initialized from here.
7735  */
7736 static int __init mem_cgroup_init(void)
7737 {
7738         int cpu, node;
7739
7740         /*
7741          * Currently s32 type (can refer to struct batched_lruvec_stat) is
7742          * used for per-memcg-per-cpu caching of per-node statistics. In order
7743          * to work fine, we should make sure that the overfill threshold can't
7744          * exceed S32_MAX / PAGE_SIZE.
7745          */
7746         BUILD_BUG_ON(MEMCG_CHARGE_BATCH > S32_MAX / PAGE_SIZE);
7747
7748         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_MM_MEMCQ_DEAD, "mm/memctrl:dead", NULL,
7749                                   memcg_hotplug_cpu_dead);
7750
7751         for_each_possible_cpu(cpu)
7752                 INIT_WORK(&per_cpu_ptr(&memcg_stock, cpu)->work,
7753                           drain_local_stock);
7754
7755         for_each_node(node) {
7756                 struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
7757
7758                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, node);
7759
7760                 rtpn->rb_root = RB_ROOT;
7761                 rtpn->rb_rightmost = NULL;
7762                 spin_lock_init(&rtpn->lock);
7763                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
7764         }
7765
7766         return 0;
7767 }
7768 subsys_initcall(mem_cgroup_init);
7769
7770 #ifdef CONFIG_SWAP
7771 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_id_get_online(struct mem_cgroup *memcg)
7772 {
7773         while (!refcount_inc_not_zero(&memcg->id.ref)) {
7774                 /*
7775                  * The root cgroup cannot be destroyed, so it's refcount must
7776                  * always be >= 1.
7777                  */
7778                 if (WARN_ON_ONCE(mem_cgroup_is_root(memcg))) {
7779                         VM_BUG_ON(1);
7780                         break;
7781                 }
7782                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
7783                 if (!memcg)
7784                         memcg = root_mem_cgroup;
7785         }
7786         return memcg;
7787 }
7788
7789 /**
7790  * mem_cgroup_swapout - transfer a memsw charge to swap
7791  * @folio: folio whose memsw charge to transfer
7792  * @entry: swap entry to move the charge to
7793  *
7794  * Transfer the memsw charge of @folio to @entry.
7795  */
7796 void mem_cgroup_swapout(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7797 {
7798         struct mem_cgroup *memcg, *swap_memcg;
7799         unsigned int nr_entries;
7800         unsigned short oldid;
7801
7802         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_test_lru(folio), folio);
7803         VM_BUG_ON_FOLIO(folio_ref_count(folio), folio);
7804
7805         if (mem_cgroup_disabled())
7806                 return;
7807
7808         if (!do_memsw_account())
7809                 return;
7810
7811         memcg = folio_memcg(folio);
7812
7813         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7814         if (!memcg)
7815                 return;
7816
7817         /*
7818          * In case the memcg owning these pages has been offlined and doesn't
7819          * have an ID allocated to it anymore, charge the closest online
7820          * ancestor for the swap instead and transfer the memory+swap charge.
7821          */
7822         swap_memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7823         nr_entries = folio_nr_pages(folio);
7824         /* Get references for the tail pages, too */
7825         if (nr_entries > 1)
7826                 mem_cgroup_id_get_many(swap_memcg, nr_entries - 1);
7827         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(swap_memcg),
7828                                    nr_entries);
7829         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7830         mod_memcg_state(swap_memcg, MEMCG_SWAP, nr_entries);
7831
7832         folio->memcg_data = 0;
7833
7834         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
7835                 page_counter_uncharge(&memcg->memory, nr_entries);
7836
7837         if (memcg != swap_memcg) {
7838                 if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
7839                         page_counter_charge(&swap_memcg->memsw, nr_entries);
7840                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_entries);
7841         }
7842
7843         /*
7844          * Interrupts should be disabled here because the caller holds the
7845          * i_pages lock which is taken with interrupts-off. It is
7846          * important here to have the interrupts disabled because it is the
7847          * only synchronisation we have for updating the per-CPU variables.
7848          */
7849         memcg_stats_lock();
7850         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, -nr_entries);
7851         memcg_stats_unlock();
7852         memcg_check_events(memcg, folio_nid(folio));
7853
7854         css_put(&memcg->css);
7855 }
7856
7857 /**
7858  * __mem_cgroup_try_charge_swap - try charging swap space for a folio
7859  * @folio: folio being added to swap
7860  * @entry: swap entry to charge
7861  *
7862  * Try to charge @folio's memcg for the swap space at @entry.
7863  *
7864  * Returns 0 on success, -ENOMEM on failure.
7865  */
7866 int __mem_cgroup_try_charge_swap(struct folio *folio, swp_entry_t entry)
7867 {
7868         unsigned int nr_pages = folio_nr_pages(folio);
7869         struct page_counter *counter;
7870         struct mem_cgroup *memcg;
7871         unsigned short oldid;
7872
7873         if (do_memsw_account())
7874                 return 0;
7875
7876         memcg = folio_memcg(folio);
7877
7878         VM_WARN_ON_ONCE_FOLIO(!memcg, folio);
7879         if (!memcg)
7880                 return 0;
7881
7882         if (!entry.val) {
7883                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7884                 return 0;
7885         }
7886
7887         memcg = mem_cgroup_id_get_online(memcg);
7888
7889         if (!mem_cgroup_is_root(memcg) &&
7890             !page_counter_try_charge(&memcg->swap, nr_pages, &counter)) {
7891                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_MAX);
7892                 memcg_memory_event(memcg, MEMCG_SWAP_FAIL);
7893                 mem_cgroup_id_put(memcg);
7894                 return -ENOMEM;
7895         }
7896
7897         /* Get references for the tail pages, too */
7898         if (nr_pages > 1)
7899                 mem_cgroup_id_get_many(memcg, nr_pages - 1);
7900         oldid = swap_cgroup_record(entry, mem_cgroup_id(memcg), nr_pages);
7901         VM_BUG_ON_FOLIO(oldid, folio);
7902         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, nr_pages);
7903
7904         return 0;
7905 }
7906
7907 /**
7908  * __mem_cgroup_uncharge_swap - uncharge swap space
7909  * @entry: swap entry to uncharge
7910  * @nr_pages: the amount of swap space to uncharge
7911  */
7912 void __mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t entry, unsigned int nr_pages)
7913 {
7914         struct mem_cgroup *memcg;
7915         unsigned short id;
7916
7917         id = swap_cgroup_record(entry, 0, nr_pages);
7918         rcu_read_lock();
7919         memcg = mem_cgroup_from_id(id);
7920         if (memcg) {
7921                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
7922                         if (do_memsw_account())
7923                                 page_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages);
7924                         else
7925                                 page_counter_uncharge(&memcg->swap, nr_pages);
7926                 }
7927                 mod_memcg_state(memcg, MEMCG_SWAP, -nr_pages);
7928                 mem_cgroup_id_put_many(memcg, nr_pages);
7929         }
7930         rcu_read_unlock();
7931 }
7932
7933 long mem_cgroup_get_nr_swap_pages(struct mem_cgroup *memcg)
7934 {
7935         long nr_swap_pages = get_nr_swap_pages();
7936
7937         if (mem_cgroup_disabled() || do_memsw_account())
7938                 return nr_swap_pages;
7939         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg))
7940                 nr_swap_pages = min_t(long, nr_swap_pages,
7941                                       READ_ONCE(memcg->swap.max) -
7942                                       page_counter_read(&memcg->swap));
7943         return nr_swap_pages;
7944 }
7945
7946 bool mem_cgroup_swap_full(struct folio *folio)
7947 {
7948         struct mem_cgroup *memcg;
7949
7950         VM_BUG_ON_FOLIO(!folio_test_locked(folio), folio);
7951
7952         if (vm_swap_full())
7953                 return true;
7954         if (do_memsw_account())
7955                 return false;
7956
7957         memcg = folio_memcg(folio);
7958         if (!memcg)
7959                 return false;
7960
7961         for (; !mem_cgroup_is_root(memcg); memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
7962                 unsigned long usage = page_counter_read(&memcg->swap);
7963
7964                 if (usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.high) ||
7965                     usage * 2 >= READ_ONCE(memcg->swap.max))
7966                         return true;
7967         }
7968
7969         return false;
7970 }
7971
7972 static int __init setup_swap_account(char *s)
7973 {
7974         pr_warn_once("The swapaccount= commandline option is deprecated. "
7975                      "Please report your usecase to linux-mm@kvack.org if you "
7976                      "depend on this functionality.\n");
7977         return 1;
7978 }
7979 __setup("swapaccount=", setup_swap_account);
7980
7981 static u64 swap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7982                              struct cftype *cft)
7983 {
7984         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7985
7986         return (u64)page_counter_read(&memcg->swap) * PAGE_SIZE;
7987 }
7988
7989 static u64 swap_peak_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7990                           struct cftype *cft)
7991 {
7992         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
7993
7994         return (u64)memcg->swap.watermark * PAGE_SIZE;
7995 }
7996
7997 static int swap_high_show(struct seq_file *m, void *v)
7998 {
7999         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8000                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.high));
8001 }
8002
8003 static ssize_t swap_high_write(struct kernfs_open_file *of,
8004                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8005 {
8006         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8007         unsigned long high;
8008         int err;
8009
8010         buf = strstrip(buf);
8011         err = page_counter_memparse(buf, "max", &high);
8012         if (err)
8013                 return err;
8014
8015         page_counter_set_high(&memcg->swap, high);
8016
8017         return nbytes;
8018 }
8019
8020 static int swap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8021 {
8022         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8023                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->swap.max));
8024 }
8025
8026 static ssize_t swap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8027                               char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8028 {
8029         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8030         unsigned long max;
8031         int err;
8032
8033         buf = strstrip(buf);
8034         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8035         if (err)
8036                 return err;
8037
8038         xchg(&memcg->swap.max, max);
8039
8040         return nbytes;
8041 }
8042
8043 static int swap_events_show(struct seq_file *m, void *v)
8044 {
8045         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
8046
8047         seq_printf(m, "high %lu\n",
8048                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_HIGH]));
8049         seq_printf(m, "max %lu\n",
8050                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_MAX]));
8051         seq_printf(m, "fail %lu\n",
8052                    atomic_long_read(&memcg->memory_events[MEMCG_SWAP_FAIL]));
8053
8054         return 0;
8055 }
8056
8057 static struct cftype swap_files[] = {
8058         {
8059                 .name = "swap.current",
8060                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8061                 .read_u64 = swap_current_read,
8062         },
8063         {
8064                 .name = "swap.high",
8065                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8066                 .seq_show = swap_high_show,
8067                 .write = swap_high_write,
8068         },
8069         {
8070                 .name = "swap.max",
8071                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8072                 .seq_show = swap_max_show,
8073                 .write = swap_max_write,
8074         },
8075         {
8076                 .name = "swap.peak",
8077                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8078                 .read_u64 = swap_peak_read,
8079         },
8080         {
8081                 .name = "swap.events",
8082                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8083                 .file_offset = offsetof(struct mem_cgroup, swap_events_file),
8084                 .seq_show = swap_events_show,
8085         },
8086         { }     /* terminate */
8087 };
8088
8089 static struct cftype memsw_files[] = {
8090         {
8091                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
8092                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
8093                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8094         },
8095         {
8096                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
8097                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
8098                 .write = mem_cgroup_reset,
8099                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8100         },
8101         {
8102                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
8103                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
8104                 .write = mem_cgroup_write,
8105                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8106         },
8107         {
8108                 .name = "memsw.failcnt",
8109                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
8110                 .write = mem_cgroup_reset,
8111                 .read_u64 = mem_cgroup_read_u64,
8112         },
8113         { },    /* terminate */
8114 };
8115
8116 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8117 /**
8118  * obj_cgroup_may_zswap - check if this cgroup can zswap
8119  * @objcg: the object cgroup
8120  *
8121  * Check if the hierarchical zswap limit has been reached.
8122  *
8123  * This doesn't check for specific headroom, and it is not atomic
8124  * either. But with zswap, the size of the allocation is only known
8125  * once compression has occurred, and this optimistic pre-check avoids
8126  * spending cycles on compression when there is already no room left
8127  * or zswap is disabled altogether somewhere in the hierarchy.
8128  */
8129 bool obj_cgroup_may_zswap(struct obj_cgroup *objcg)
8130 {
8131         struct mem_cgroup *memcg, *original_memcg;
8132         bool ret = true;
8133
8134         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8135                 return true;
8136
8137         original_memcg = get_mem_cgroup_from_objcg(objcg);
8138         for (memcg = original_memcg; !mem_cgroup_is_root(memcg);
8139              memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
8140                 unsigned long max = READ_ONCE(memcg->zswap_max);
8141                 unsigned long pages;
8142
8143                 if (max == PAGE_COUNTER_MAX)
8144                         continue;
8145                 if (max == 0) {
8146                         ret = false;
8147                         break;
8148                 }
8149
8150                 /*
8151                  * mem_cgroup_flush_stats() ignores small changes. Use
8152                  * do_flush_stats() directly to get accurate stats for charging.
8153                  */
8154                 do_flush_stats(memcg);
8155                 pages = memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B) / PAGE_SIZE;
8156                 if (pages < max)
8157                         continue;
8158                 ret = false;
8159                 break;
8160         }
8161         mem_cgroup_put(original_memcg);
8162         return ret;
8163 }
8164
8165 /**
8166  * obj_cgroup_charge_zswap - charge compression backend memory
8167  * @objcg: the object cgroup
8168  * @size: size of compressed object
8169  *
8170  * This forces the charge after obj_cgroup_may_zswap() allowed
8171  * compression and storage in zwap for this cgroup to go ahead.
8172  */
8173 void obj_cgroup_charge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8174 {
8175         struct mem_cgroup *memcg;
8176
8177         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8178                 return;
8179
8180         VM_WARN_ON_ONCE(!(current->flags & PF_MEMALLOC));
8181
8182         /* PF_MEMALLOC context, charging must succeed */
8183         if (obj_cgroup_charge(objcg, GFP_KERNEL, size))
8184                 VM_WARN_ON_ONCE(1);
8185
8186         rcu_read_lock();
8187         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8188         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, size);
8189         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, 1);
8190         rcu_read_unlock();
8191 }
8192
8193 /**
8194  * obj_cgroup_uncharge_zswap - uncharge compression backend memory
8195  * @objcg: the object cgroup
8196  * @size: size of compressed object
8197  *
8198  * Uncharges zswap memory on page in.
8199  */
8200 void obj_cgroup_uncharge_zswap(struct obj_cgroup *objcg, size_t size)
8201 {
8202         struct mem_cgroup *memcg;
8203
8204         if (!cgroup_subsys_on_dfl(memory_cgrp_subsys))
8205                 return;
8206
8207         obj_cgroup_uncharge(objcg, size);
8208
8209         rcu_read_lock();
8210         memcg = obj_cgroup_memcg(objcg);
8211         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B, -size);
8212         mod_memcg_state(memcg, MEMCG_ZSWAPPED, -1);
8213         rcu_read_unlock();
8214 }
8215
8216 bool mem_cgroup_zswap_writeback_enabled(struct mem_cgroup *memcg)
8217 {
8218         /* if zswap is disabled, do not block pages going to the swapping device */
8219         return !is_zswap_enabled() || !memcg || READ_ONCE(memcg->zswap_writeback);
8220 }
8221
8222 static u64 zswap_current_read(struct cgroup_subsys_state *css,
8223                               struct cftype *cft)
8224 {
8225         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(css);
8226
8227         mem_cgroup_flush_stats(memcg);
8228         return memcg_page_state(memcg, MEMCG_ZSWAP_B);
8229 }
8230
8231 static int zswap_max_show(struct seq_file *m, void *v)
8232 {
8233         return seq_puts_memcg_tunable(m,
8234                 READ_ONCE(mem_cgroup_from_seq(m)->zswap_max));
8235 }
8236
8237 static ssize_t zswap_max_write(struct kernfs_open_file *of,
8238                                char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8239 {
8240         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8241         unsigned long max;
8242         int err;
8243
8244         buf = strstrip(buf);
8245         err = page_counter_memparse(buf, "max", &max);
8246         if (err)
8247                 return err;
8248
8249         xchg(&memcg->zswap_max, max);
8250
8251         return nbytes;
8252 }
8253
8254 static int zswap_writeback_show(struct seq_file *m, void *v)
8255 {
8256         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_seq(m);
8257
8258         seq_printf(m, "%d\n", READ_ONCE(memcg->zswap_writeback));
8259         return 0;
8260 }
8261
8262 static ssize_t zswap_writeback_write(struct kernfs_open_file *of,
8263                                 char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
8264 {
8265         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_css(of_css(of));
8266         int zswap_writeback;
8267         ssize_t parse_ret = kstrtoint(strstrip(buf), 0, &zswap_writeback);
8268
8269         if (parse_ret)
8270                 return parse_ret;
8271
8272         if (zswap_writeback != 0 && zswap_writeback != 1)
8273                 return -EINVAL;
8274
8275         WRITE_ONCE(memcg->zswap_writeback, zswap_writeback);
8276         return nbytes;
8277 }
8278
8279 static struct cftype zswap_files[] = {
8280         {
8281                 .name = "zswap.current",
8282                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8283                 .read_u64 = zswap_current_read,
8284         },
8285         {
8286                 .name = "zswap.max",
8287                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
8288                 .seq_show = zswap_max_show,
8289                 .write = zswap_max_write,
8290         },
8291         {
8292                 .name = "zswap.writeback",
8293                 .seq_show = zswap_writeback_show,
8294                 .write = zswap_writeback_write,
8295         },
8296         { }     /* terminate */
8297 };
8298 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM && CONFIG_ZSWAP */
8299
8300 static int __init mem_cgroup_swap_init(void)
8301 {
8302         if (mem_cgroup_disabled())
8303                 return 0;
8304
8305         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, swap_files));
8306         WARN_ON(cgroup_add_legacy_cftypes(&memory_cgrp_subsys, memsw_files));
8307 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_ZSWAP)
8308         WARN_ON(cgroup_add_dfl_cftypes(&memory_cgrp_subsys, zswap_files));
8309 #endif
8310         return 0;
8311 }
8312 subsys_initcall(mem_cgroup_swap_init);
8313
8314 #endif /* CONFIG_SWAP */