07bf3ec13a0710f7c9d03205b59b2e90fc82336a
[~shefty/rdma-dev.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 static const char * const mem_cgroup_lru_names[] = {
124         "inactive_anon",
125         "active_anon",
126         "inactive_file",
127         "active_file",
128         "unevictable",
129 };
130
131 /*
132  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
133  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
134  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
135  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
136  */
137 enum mem_cgroup_events_target {
138         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
139         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
140         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
141         MEM_CGROUP_NTARGETS,
142 };
143 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
144 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
145 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
146
147 struct mem_cgroup_stat_cpu {
148         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
149         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
150         unsigned long nr_page_events;
151         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
155         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
156         int position;
157         /* scan generation, increased every round-trip */
158         unsigned int generation;
159 };
160
161 /*
162  * per-zone information in memory controller.
163  */
164 struct mem_cgroup_per_zone {
165         struct lruvec           lruvec;
166         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
167
168         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
169
170         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
171         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
172                                                 /* the soft limit is exceeded*/
173         bool                    on_tree;
174         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
175                                                 /* use container_of        */
176 };
177
178 struct mem_cgroup_per_node {
179         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
180 };
181
182 struct mem_cgroup_lru_info {
183         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
184 };
185
186 /*
187  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
188  * their hierarchy representation
189  */
190
191 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
192         struct rb_root rb_root;
193         spinlock_t lock;
194 };
195
196 struct mem_cgroup_tree_per_node {
197         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
198 };
199
200 struct mem_cgroup_tree {
201         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
202 };
203
204 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
205
206 struct mem_cgroup_threshold {
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208         u64 threshold;
209 };
210
211 /* For threshold */
212 struct mem_cgroup_threshold_ary {
213         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
214         int current_threshold;
215         /* Size of entries[] */
216         unsigned int size;
217         /* Array of thresholds */
218         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
219 };
220
221 struct mem_cgroup_thresholds {
222         /* Primary thresholds array */
223         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
224         /*
225          * Spare threshold array.
226          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
227          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
228          */
229         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
230 };
231
232 /* for OOM */
233 struct mem_cgroup_eventfd_list {
234         struct list_head list;
235         struct eventfd_ctx *eventfd;
236 };
237
238 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
239 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
240
241 /*
242  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
243  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
244  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
245  * to help the administrator determine what knobs to tune.
246  *
247  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
248  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
249  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
250  * a feature that will be implemented much later in the future.
251  */
252 struct mem_cgroup {
253         struct cgroup_subsys_state css;
254         /*
255          * the counter to account for memory usage
256          */
257         struct res_counter res;
258
259         union {
260                 /*
261                  * the counter to account for mem+swap usage.
262                  */
263                 struct res_counter memsw;
264
265                 /*
266                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
267                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
268                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
269                  * in a union with the res field, but res plays a much
270                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
271                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
272                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
273                  */
274                 struct rcu_head rcu_freeing;
275                 /*
276                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
277                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
278                  */
279                 struct work_struct work_freeing;
280         };
281
282         /*
283          * the counter to account for kernel memory usage.
284          */
285         struct res_counter kmem;
286         /*
287          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
288          * per zone LRU lists.
289          */
290         struct mem_cgroup_lru_info info;
291         int last_scanned_node;
292 #if MAX_NUMNODES > 1
293         nodemask_t      scan_nodes;
294         atomic_t        numainfo_events;
295         atomic_t        numainfo_updating;
296 #endif
297         /*
298          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
299          */
300         bool use_hierarchy;
301         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
302
303         bool            oom_lock;
304         atomic_t        under_oom;
305
306         atomic_t        refcnt;
307
308         int     swappiness;
309         /* OOM-Killer disable */
310         int             oom_kill_disable;
311
312         /* set when res.limit == memsw.limit */
313         bool            memsw_is_minimum;
314
315         /* protect arrays of thresholds */
316         struct mutex thresholds_lock;
317
318         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
319         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
320
321         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
322         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
323
324         /* For oom notifier event fd */
325         struct list_head oom_notify;
326
327         /*
328          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
329          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
330          */
331         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
332         /*
333          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
334          */
335         atomic_t        moving_account;
336         /* taken only while moving_account > 0 */
337         spinlock_t      move_lock;
338         /*
339          * percpu counter.
340          */
341         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
342         /*
343          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
344          * See mem_cgroup_read_stat().
345          */
346         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
347         spinlock_t pcp_counter_lock;
348
349 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
350         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
351 #endif
352 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
353         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
354         struct list_head memcg_slab_caches;
355         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
356         struct mutex slab_caches_mutex;
357         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
358         int kmemcg_id;
359 #endif
360 };
361
362 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
363 enum {
364         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
365         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
366         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
367 };
368
369 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
370 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
371                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
372
373 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
374 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
375 {
376         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
377 }
378
379 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
380 {
381         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
382 }
383
384 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
385 {
386         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
387 }
388
389 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
390 {
391         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
392 }
393
394 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
395 {
396         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
397                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
398 }
399
400 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
401 {
402         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
403                                   &memcg->kmem_account_flags);
404 }
405 #endif
406
407 /* Stuffs for move charges at task migration. */
408 /*
409  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
410  * left-shifted bitmap of these types.
411  */
412 enum move_type {
413         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
414         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
415         NR_MOVE_TYPE,
416 };
417
418 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
419 static struct move_charge_struct {
420         spinlock_t        lock; /* for from, to */
421         struct mem_cgroup *from;
422         struct mem_cgroup *to;
423         unsigned long precharge;
424         unsigned long moved_charge;
425         unsigned long moved_swap;
426         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
427         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
428 } mc = {
429         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
430         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
431 };
432
433 static bool move_anon(void)
434 {
435         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
436                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
437 }
438
439 static bool move_file(void)
440 {
441         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
442                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
443 }
444
445 /*
446  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
447  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
448  */
449 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
450 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
451
452 enum charge_type {
453         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
454         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
455         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
456         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
457         NR_CHARGE_TYPE,
458 };
459
460 /* for encoding cft->private value on file */
461 enum res_type {
462         _MEM,
463         _MEMSWAP,
464         _OOM_TYPE,
465         _KMEM,
466 };
467
468 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
469 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
470 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
471 /* Used for OOM nofiier */
472 #define OOM_CONTROL             (0)
473
474 /*
475  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
476  */
477 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
478 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
479 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
480 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
481
482 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
483 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
484
485 static inline
486 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
487 {
488         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
489 }
490
491 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
492 {
493         return (memcg == root_mem_cgroup);
494 }
495
496 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
497 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
498
499 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
500 {
501         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
502                 struct mem_cgroup *memcg;
503                 struct cg_proto *cg_proto;
504
505                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
506
507                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
508                  * filled. It won't however, necessarily happen from
509                  * process context. So the test for root memcg given
510                  * the current task's memcg won't help us in this case.
511                  *
512                  * Respecting the original socket's memcg is a better
513                  * decision in this case.
514                  */
515                 if (sk->sk_cgrp) {
516                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
517                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
518                         return;
519                 }
520
521                 rcu_read_lock();
522                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
523                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
524                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
525                         mem_cgroup_get(memcg);
526                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
527                 }
528                 rcu_read_unlock();
529         }
530 }
531 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
532
533 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
534 {
535         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
536                 struct mem_cgroup *memcg;
537                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
538                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
539                 mem_cgroup_put(memcg);
540         }
541 }
542
543 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
544 {
545         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
546                 return NULL;
547
548         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
549 }
550 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
551
552 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
553 {
554         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
555                 return;
556         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
557 }
558 #else
559 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
560 {
561 }
562 #endif
563
564 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
565 /*
566  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
567  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
568  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
569  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
570  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
571  *     200 entry array for that.
572  *
573  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
574  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
575  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
576  *     core for this
577  *
578  * The current size of the caches array is stored in
579  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
580  * increase it.
581  */
582 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
583 int memcg_limited_groups_array_size;
584
585 /*
586  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
587  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
588  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
589  * tunable, but that is strictly not necessary.
590  *
591  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
592  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
593  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
594  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
595  * increase ours as well if it increases.
596  */
597 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
598 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
599
600 /*
601  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
602  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
603  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
604  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
605  */
606 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
607 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
608
609 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
610 {
611         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
612                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
613                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
614         }
615         /*
616          * This check can't live in kmem destruction function,
617          * since the charges will outlive the cgroup
618          */
619         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
620 }
621 #else
622 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
623 {
624 }
625 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
626
627 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
628 {
629         disarm_sock_keys(memcg);
630         disarm_kmem_keys(memcg);
631 }
632
633 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
634
635 static struct mem_cgroup_per_zone *
636 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
637 {
638         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
639 }
640
641 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
642 {
643         return &memcg->css;
644 }
645
646 static struct mem_cgroup_per_zone *
647 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
648 {
649         int nid = page_to_nid(page);
650         int zid = page_zonenum(page);
651
652         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
653 }
654
655 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
656 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
657 {
658         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
659 }
660
661 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
662 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
663 {
664         int nid = page_to_nid(page);
665         int zid = page_zonenum(page);
666
667         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
668 }
669
670 static void
671 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
672                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
673                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
674                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
675 {
676         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
677         struct rb_node *parent = NULL;
678         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
679
680         if (mz->on_tree)
681                 return;
682
683         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
684         if (!mz->usage_in_excess)
685                 return;
686         while (*p) {
687                 parent = *p;
688                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
689                                         tree_node);
690                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
691                         p = &(*p)->rb_left;
692                 /*
693                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
694                  * limit by the same amount
695                  */
696                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
697                         p = &(*p)->rb_right;
698         }
699         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
700         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
701         mz->on_tree = true;
702 }
703
704 static void
705 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
706                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
707                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
708 {
709         if (!mz->on_tree)
710                 return;
711         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
712         mz->on_tree = false;
713 }
714
715 static void
716 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
717                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
718                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
719 {
720         spin_lock(&mctz->lock);
721         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
722         spin_unlock(&mctz->lock);
723 }
724
725
726 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
727 {
728         unsigned long long excess;
729         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
730         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
731         int nid = page_to_nid(page);
732         int zid = page_zonenum(page);
733         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
734
735         /*
736          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
737          * because their event counter is not touched.
738          */
739         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
740                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
741                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
742                 /*
743                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
744                  * mem is over its softlimit.
745                  */
746                 if (excess || mz->on_tree) {
747                         spin_lock(&mctz->lock);
748                         /* if on-tree, remove it */
749                         if (mz->on_tree)
750                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
751                         /*
752                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
753                          * If excess is 0, no tree ops.
754                          */
755                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
756                         spin_unlock(&mctz->lock);
757                 }
758         }
759 }
760
761 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
762 {
763         int node, zone;
764         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
765         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
766
767         for_each_node(node) {
768                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
769                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
770                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
771                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
772                 }
773         }
774 }
775
776 static struct mem_cgroup_per_zone *
777 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
778 {
779         struct rb_node *rightmost = NULL;
780         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
781
782 retry:
783         mz = NULL;
784         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
785         if (!rightmost)
786                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
787
788         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
789         /*
790          * Remove the node now but someone else can add it back,
791          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
792          * position in the tree.
793          */
794         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
795         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
796                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
797                 goto retry;
798 done:
799         return mz;
800 }
801
802 static struct mem_cgroup_per_zone *
803 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
804 {
805         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
806
807         spin_lock(&mctz->lock);
808         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
809         spin_unlock(&mctz->lock);
810         return mz;
811 }
812
813 /*
814  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
815  *
816  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
817  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
818  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
819  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
820  *
821  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
822  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
823  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
824  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
825  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
826  *
827  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
828  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
829  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
830  * implemented.
831  */
832 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
833                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
834 {
835         long val = 0;
836         int cpu;
837
838         get_online_cpus();
839         for_each_online_cpu(cpu)
840                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
841 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
842         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
843         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
844         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
845 #endif
846         put_online_cpus();
847         return val;
848 }
849
850 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
851                                          bool charge)
852 {
853         int val = (charge) ? 1 : -1;
854         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
855 }
856
857 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
858                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
859 {
860         unsigned long val = 0;
861         int cpu;
862
863         for_each_online_cpu(cpu)
864                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
865 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
866         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
867         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
868         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
869 #endif
870         return val;
871 }
872
873 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
874                                          bool anon, int nr_pages)
875 {
876         preempt_disable();
877
878         /*
879          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
880          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
881          */
882         if (anon)
883                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
884                                 nr_pages);
885         else
886                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
887                                 nr_pages);
888
889         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
890         if (nr_pages > 0)
891                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
892         else {
893                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
894                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
895         }
896
897         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
898
899         preempt_enable();
900 }
901
902 unsigned long
903 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
904 {
905         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
906
907         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
908         return mz->lru_size[lru];
909 }
910
911 static unsigned long
912 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
913                         unsigned int lru_mask)
914 {
915         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
916         enum lru_list lru;
917         unsigned long ret = 0;
918
919         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
920
921         for_each_lru(lru) {
922                 if (BIT(lru) & lru_mask)
923                         ret += mz->lru_size[lru];
924         }
925         return ret;
926 }
927
928 static unsigned long
929 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
930                         int nid, unsigned int lru_mask)
931 {
932         u64 total = 0;
933         int zid;
934
935         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
936                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
937                                                 nid, zid, lru_mask);
938
939         return total;
940 }
941
942 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
943                         unsigned int lru_mask)
944 {
945         int nid;
946         u64 total = 0;
947
948         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
949                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
950         return total;
951 }
952
953 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
954                                        enum mem_cgroup_events_target target)
955 {
956         unsigned long val, next;
957
958         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
959         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
960         /* from time_after() in jiffies.h */
961         if ((long)next - (long)val < 0) {
962                 switch (target) {
963                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
964                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
965                         break;
966                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
967                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
968                         break;
969                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
970                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
971                         break;
972                 default:
973                         break;
974                 }
975                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
976                 return true;
977         }
978         return false;
979 }
980
981 /*
982  * Check events in order.
983  *
984  */
985 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
986 {
987         preempt_disable();
988         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
989         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
991                 bool do_softlimit;
992                 bool do_numainfo __maybe_unused;
993
994                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
995                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
996 #if MAX_NUMNODES > 1
997                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
998                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
999 #endif
1000                 preempt_enable();
1001
1002                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1003                 if (unlikely(do_softlimit))
1004                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1005 #if MAX_NUMNODES > 1
1006                 if (unlikely(do_numainfo))
1007                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1008 #endif
1009         } else
1010                 preempt_enable();
1011 }
1012
1013 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1014 {
1015         return mem_cgroup_from_css(
1016                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1017 }
1018
1019 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1020 {
1021         /*
1022          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1023          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1024          * So this can be called with p == NULL.
1025          */
1026         if (unlikely(!p))
1027                 return NULL;
1028
1029         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1030 }
1031
1032 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1033 {
1034         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1035
1036         if (!mm)
1037                 return NULL;
1038         /*
1039          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1040          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1041          * pessimistic (rather than adding locks here).
1042          */
1043         rcu_read_lock();
1044         do {
1045                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1046                 if (unlikely(!memcg))
1047                         break;
1048         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1049         rcu_read_unlock();
1050         return memcg;
1051 }
1052
1053 /**
1054  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1055  * @root: hierarchy root
1056  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1057  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1058  *
1059  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1060  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1061  *
1062  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1063  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1064  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1065  *
1066  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1067  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1068  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1069  */
1070 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1071                                    struct mem_cgroup *prev,
1072                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1073 {
1074         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1075         int id = 0;
1076
1077         if (mem_cgroup_disabled())
1078                 return NULL;
1079
1080         if (!root)
1081                 root = root_mem_cgroup;
1082
1083         if (prev && !reclaim)
1084                 id = css_id(&prev->css);
1085
1086         if (prev && prev != root)
1087                 css_put(&prev->css);
1088
1089         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1090                 if (prev)
1091                         return NULL;
1092                 return root;
1093         }
1094
1095         while (!memcg) {
1096                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1097                 struct cgroup_subsys_state *css;
1098
1099                 if (reclaim) {
1100                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1101                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1102                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1103
1104                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1105                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1106                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1107                                 return NULL;
1108                         id = iter->position;
1109                 }
1110
1111                 rcu_read_lock();
1112                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1113                 if (css) {
1114                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1115                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1116                 } else
1117                         id = 0;
1118                 rcu_read_unlock();
1119
1120                 if (reclaim) {
1121                         iter->position = id;
1122                         if (!css)
1123                                 iter->generation++;
1124                         else if (!prev && memcg)
1125                                 reclaim->generation = iter->generation;
1126                 }
1127
1128                 if (prev && !css)
1129                         return NULL;
1130         }
1131         return memcg;
1132 }
1133
1134 /**
1135  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1136  * @root: hierarchy root
1137  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1138  */
1139 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1140                            struct mem_cgroup *prev)
1141 {
1142         if (!root)
1143                 root = root_mem_cgroup;
1144         if (prev && prev != root)
1145                 css_put(&prev->css);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1150  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1151  * be used for reference counting.
1152  */
1153 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1154         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1155              iter != NULL;                              \
1156              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1157
1158 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1159         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1160              iter != NULL;                              \
1161              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1162
1163 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1164 {
1165         struct mem_cgroup *memcg;
1166
1167         rcu_read_lock();
1168         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1169         if (unlikely(!memcg))
1170                 goto out;
1171
1172         switch (idx) {
1173         case PGFAULT:
1174                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1175                 break;
1176         case PGMAJFAULT:
1177                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1178                 break;
1179         default:
1180                 BUG();
1181         }
1182 out:
1183         rcu_read_unlock();
1184 }
1185 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1186
1187 /**
1188  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1189  * @zone: zone of the wanted lruvec
1190  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1191  *
1192  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1193  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1194  * is disabled.
1195  */
1196 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1197                                       struct mem_cgroup *memcg)
1198 {
1199         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1200         struct lruvec *lruvec;
1201
1202         if (mem_cgroup_disabled()) {
1203                 lruvec = &zone->lruvec;
1204                 goto out;
1205         }
1206
1207         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1208         lruvec = &mz->lruvec;
1209 out:
1210         /*
1211          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1212          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1213          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1214          */
1215         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1216                 lruvec->zone = zone;
1217         return lruvec;
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1222  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1223  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1224  *
1225  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1226  * 1. charge
1227  * 2. moving account
1228  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1229  * It is added to LRU before charge.
1230  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1231  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1232  */
1233
1234 /**
1235  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1236  * @page: the page
1237  * @zone: zone of the page
1238  */
1239 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1240 {
1241         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1242         struct mem_cgroup *memcg;
1243         struct page_cgroup *pc;
1244         struct lruvec *lruvec;
1245
1246         if (mem_cgroup_disabled()) {
1247                 lruvec = &zone->lruvec;
1248                 goto out;
1249         }
1250
1251         pc = lookup_page_cgroup(page);
1252         memcg = pc->mem_cgroup;
1253
1254         /*
1255          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1256          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1257          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1258          *
1259          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1260          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1261          * of pc->mem_cgroup safe.
1262          */
1263         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1264                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1265
1266         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1267         lruvec = &mz->lruvec;
1268 out:
1269         /*
1270          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1271          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1272          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1273          */
1274         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1275                 lruvec->zone = zone;
1276         return lruvec;
1277 }
1278
1279 /**
1280  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1281  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1282  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1283  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1284  *
1285  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1286  * lru list.
1287  */
1288 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1289                                 int nr_pages)
1290 {
1291         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1292         unsigned long *lru_size;
1293
1294         if (mem_cgroup_disabled())
1295                 return;
1296
1297         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1298         lru_size = mz->lru_size + lru;
1299         *lru_size += nr_pages;
1300         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1301 }
1302
1303 /*
1304  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1305  * hierarchy subtree
1306  */
1307 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1308                                   struct mem_cgroup *memcg)
1309 {
1310         if (root_memcg == memcg)
1311                 return true;
1312         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1313                 return false;
1314         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1315 }
1316
1317 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1318                                        struct mem_cgroup *memcg)
1319 {
1320         bool ret;
1321
1322         rcu_read_lock();
1323         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1324         rcu_read_unlock();
1325         return ret;
1326 }
1327
1328 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1329 {
1330         int ret;
1331         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1332         struct task_struct *p;
1333
1334         p = find_lock_task_mm(task);
1335         if (p) {
1336                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1337                 task_unlock(p);
1338         } else {
1339                 /*
1340                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1341                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1342                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1343                  */
1344                 task_lock(task);
1345                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1346                 if (curr)
1347                         css_get(&curr->css);
1348                 task_unlock(task);
1349         }
1350         if (!curr)
1351                 return 0;
1352         /*
1353          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1354          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1355          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1356          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1357          */
1358         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1359         css_put(&curr->css);
1360         return ret;
1361 }
1362
1363 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1364 {
1365         unsigned long inactive_ratio;
1366         unsigned long inactive;
1367         unsigned long active;
1368         unsigned long gb;
1369
1370         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1371         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1372
1373         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1374         if (gb)
1375                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1376         else
1377                 inactive_ratio = 1;
1378
1379         return inactive * inactive_ratio < active;
1380 }
1381
1382 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1383 {
1384         unsigned long active;
1385         unsigned long inactive;
1386
1387         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1388         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1389
1390         return (active > inactive);
1391 }
1392
1393 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1394         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1395
1396 /**
1397  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1398  * @memcg: the memory cgroup
1399  *
1400  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1401  * pages.
1402  */
1403 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1404 {
1405         unsigned long long margin;
1406
1407         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1408         if (do_swap_account)
1409                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1410         return margin >> PAGE_SHIFT;
1411 }
1412
1413 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1414 {
1415         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1416
1417         /* root ? */
1418         if (cgrp->parent == NULL)
1419                 return vm_swappiness;
1420
1421         return memcg->swappiness;
1422 }
1423
1424 /*
1425  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1426  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1427  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1428  * rcu_read_lock(), like this:
1429  *
1430  *         CPU-A                                    CPU-B
1431  *                                              rcu_read_lock()
1432  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1433  *                                                   take heavy locks.
1434  *         synchronize_rcu()                    update something.
1435  *                                              rcu_read_unlock()
1436  *         start move here.
1437  */
1438
1439 /* for quick checking without looking up memcg */
1440 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1441
1442 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1443 {
1444         atomic_inc(&memcg_moving);
1445         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1446         synchronize_rcu();
1447 }
1448
1449 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1450 {
1451         /*
1452          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1453          * We check NULL in callee rather than caller.
1454          */
1455         if (memcg) {
1456                 atomic_dec(&memcg_moving);
1457                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1458         }
1459 }
1460
1461 /*
1462  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1463  *
1464  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1465  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1466  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1467  *
1468  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1469  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1470  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1471  */
1472
1473 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1474 {
1475         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1476         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1477 }
1478
1479 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1480 {
1481         struct mem_cgroup *from;
1482         struct mem_cgroup *to;
1483         bool ret = false;
1484         /*
1485          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1486          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1487          */
1488         spin_lock(&mc.lock);
1489         from = mc.from;
1490         to = mc.to;
1491         if (!from)
1492                 goto unlock;
1493
1494         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1495                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1496 unlock:
1497         spin_unlock(&mc.lock);
1498         return ret;
1499 }
1500
1501 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1502 {
1503         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1504                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1505                         DEFINE_WAIT(wait);
1506                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1507                         /* moving charge context might have finished. */
1508                         if (mc.moving_task)
1509                                 schedule();
1510                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1511                         return true;
1512                 }
1513         }
1514         return false;
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Take this lock when
1519  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1520  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1521  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1522  */
1523 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1524                                   unsigned long *flags)
1525 {
1526         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1527 }
1528
1529 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1530                                 unsigned long *flags)
1531 {
1532         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1533 }
1534
1535 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1536 /**
1537  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1538  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1539  * @p: Task that is going to be killed
1540  *
1541  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1542  * enabled
1543  */
1544 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1545 {
1546         struct cgroup *task_cgrp;
1547         struct cgroup *mem_cgrp;
1548         /*
1549          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1550          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1551          * If this assumption is broken, revisit this code.
1552          */
1553         static char memcg_name[PATH_MAX];
1554         int ret;
1555         struct mem_cgroup *iter;
1556         unsigned int i;
1557
1558         if (!p)
1559                 return;
1560
1561         rcu_read_lock();
1562
1563         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1564         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1565
1566         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1567         if (ret < 0) {
1568                 /*
1569                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1570                  * But we'll still print out the usage information
1571                  */
1572                 rcu_read_unlock();
1573                 goto done;
1574         }
1575         rcu_read_unlock();
1576
1577         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1578
1579         rcu_read_lock();
1580         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1581         if (ret < 0) {
1582                 rcu_read_unlock();
1583                 goto done;
1584         }
1585         rcu_read_unlock();
1586
1587         /*
1588          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1589          */
1590         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1591 done:
1592
1593         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1594                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1595                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1596                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1597         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1598                 "failcnt %llu\n",
1599                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1600                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1601                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1602         printk(KERN_INFO "kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1603                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1604                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1605                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1606
1607         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1608                 pr_info("Memory cgroup stats");
1609
1610                 rcu_read_lock();
1611                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1612                 if (!ret)
1613                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1614                 rcu_read_unlock();
1615                 pr_cont(":");
1616
1617                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1618                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1619                                 continue;
1620                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1621                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1622                 }
1623
1624                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1625                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1626                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1627
1628                 pr_cont("\n");
1629         }
1630 }
1631
1632 /*
1633  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1634  * 1(self count) if no children.
1635  */
1636 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1637 {
1638         int num = 0;
1639         struct mem_cgroup *iter;
1640
1641         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1642                 num++;
1643         return num;
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1648  */
1649 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1650 {
1651         u64 limit;
1652
1653         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1654
1655         /*
1656          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1657          */
1658         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1659                 u64 memsw;
1660
1661                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1662                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1663
1664                 /*
1665                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1666                  * available to this memcg, return that limit.
1667                  */
1668                 limit = min(limit, memsw);
1669         }
1670
1671         return limit;
1672 }
1673
1674 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1675                                      int order)
1676 {
1677         struct mem_cgroup *iter;
1678         unsigned long chosen_points = 0;
1679         unsigned long totalpages;
1680         unsigned int points = 0;
1681         struct task_struct *chosen = NULL;
1682
1683         /*
1684          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1685          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1686          * its memory.
1687          */
1688         if (fatal_signal_pending(current)) {
1689                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1690                 return;
1691         }
1692
1693         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1694         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1695         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1696                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1697                 struct cgroup_iter it;
1698                 struct task_struct *task;
1699
1700                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1701                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1702                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1703                                                         false)) {
1704                         case OOM_SCAN_SELECT:
1705                                 if (chosen)
1706                                         put_task_struct(chosen);
1707                                 chosen = task;
1708                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1709                                 get_task_struct(chosen);
1710                                 /* fall through */
1711                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1712                                 continue;
1713                         case OOM_SCAN_ABORT:
1714                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1715                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1716                                 if (chosen)
1717                                         put_task_struct(chosen);
1718                                 return;
1719                         case OOM_SCAN_OK:
1720                                 break;
1721                         };
1722                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1723                         if (points > chosen_points) {
1724                                 if (chosen)
1725                                         put_task_struct(chosen);
1726                                 chosen = task;
1727                                 chosen_points = points;
1728                                 get_task_struct(chosen);
1729                         }
1730                 }
1731                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1732         }
1733
1734         if (!chosen)
1735                 return;
1736         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1737         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1738                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1739 }
1740
1741 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1742                                         gfp_t gfp_mask,
1743                                         unsigned long flags)
1744 {
1745         unsigned long total = 0;
1746         bool noswap = false;
1747         int loop;
1748
1749         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1750                 noswap = true;
1751         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1752                 noswap = true;
1753
1754         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1755                 if (loop)
1756                         drain_all_stock_async(memcg);
1757                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1758                 /*
1759                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1760                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1761                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1762                  */
1763                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1764                         break;
1765                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1766                         break;
1767                 /*
1768                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1769                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1770                  */
1771                 if (loop && !total)
1772                         break;
1773         }
1774         return total;
1775 }
1776
1777 /**
1778  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1779  * @memcg: the target memcg
1780  * @nid: the node ID to be checked.
1781  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1782  *
1783  * This function returns whether the specified memcg contains any
1784  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1785  * pages in the node.
1786  */
1787 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1788                 int nid, bool noswap)
1789 {
1790         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1791                 return true;
1792         if (noswap || !total_swap_pages)
1793                 return false;
1794         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1795                 return true;
1796         return false;
1797
1798 }
1799 #if MAX_NUMNODES > 1
1800
1801 /*
1802  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1803  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1804  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1805  *
1806  */
1807 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1808 {
1809         int nid;
1810         /*
1811          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1812          * pagein/pageout changes since the last update.
1813          */
1814         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1815                 return;
1816         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1817                 return;
1818
1819         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1820         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1821
1822         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1823
1824                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1825                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1826         }
1827
1828         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1829         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1834  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1835  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1836  *
1837  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1838  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1839  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1840  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1841  *
1842  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1843  */
1844 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1845 {
1846         int node;
1847
1848         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1849         node = memcg->last_scanned_node;
1850
1851         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1852         if (node == MAX_NUMNODES)
1853                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1854         /*
1855          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1856          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1857          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1858          * we use curret node.
1859          */
1860         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1861                 node = numa_node_id();
1862
1863         memcg->last_scanned_node = node;
1864         return node;
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1869  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1870  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1871  * enough new information. We need to do double check.
1872  */
1873 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1874 {
1875         int nid;
1876
1877         /*
1878          * quick check...making use of scan_node.
1879          * We can skip unused nodes.
1880          */
1881         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1882                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1883                      nid < MAX_NUMNODES;
1884                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1885
1886                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1887                                 return true;
1888                 }
1889         }
1890         /*
1891          * Check rest of nodes.
1892          */
1893         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1894                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1895                         continue;
1896                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1897                         return true;
1898         }
1899         return false;
1900 }
1901
1902 #else
1903 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1904 {
1905         return 0;
1906 }
1907
1908 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1909 {
1910         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1911 }
1912 #endif
1913
1914 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1915                                    struct zone *zone,
1916                                    gfp_t gfp_mask,
1917                                    unsigned long *total_scanned)
1918 {
1919         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1920         int total = 0;
1921         int loop = 0;
1922         unsigned long excess;
1923         unsigned long nr_scanned;
1924         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1925                 .zone = zone,
1926                 .priority = 0,
1927         };
1928
1929         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1930
1931         while (1) {
1932                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1933                 if (!victim) {
1934                         loop++;
1935                         if (loop >= 2) {
1936                                 /*
1937                                  * If we have not been able to reclaim
1938                                  * anything, it might because there are
1939                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1940                                  */
1941                                 if (!total)
1942                                         break;
1943                                 /*
1944                                  * We want to do more targeted reclaim.
1945                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1946                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1947                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1948                                  */
1949                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1950                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1951                                         break;
1952                         }
1953                         continue;
1954                 }
1955                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1956                         continue;
1957                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1958                                                      zone, &nr_scanned);
1959                 *total_scanned += nr_scanned;
1960                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1961                         break;
1962         }
1963         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1964         return total;
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1969  * If someone is running, return false.
1970  * Has to be called with memcg_oom_lock
1971  */
1972 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1973 {
1974         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1975
1976         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1977                 if (iter->oom_lock) {
1978                         /*
1979                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1980                          * so we cannot give a lock.
1981                          */
1982                         failed = iter;
1983                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1984                         break;
1985                 } else
1986                         iter->oom_lock = true;
1987         }
1988
1989         if (!failed)
1990                 return true;
1991
1992         /*
1993          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1994          * what we set up to the failing subtree
1995          */
1996         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1997                 if (iter == failed) {
1998                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1999                         break;
2000                 }
2001                 iter->oom_lock = false;
2002         }
2003         return false;
2004 }
2005
2006 /*
2007  * Has to be called with memcg_oom_lock
2008  */
2009 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2010 {
2011         struct mem_cgroup *iter;
2012
2013         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2014                 iter->oom_lock = false;
2015         return 0;
2016 }
2017
2018 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2019 {
2020         struct mem_cgroup *iter;
2021
2022         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2023                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2024 }
2025
2026 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2027 {
2028         struct mem_cgroup *iter;
2029
2030         /*
2031          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2032          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2033          * atomic_add_unless() here.
2034          */
2035         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2036                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2037 }
2038
2039 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2040 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2041
2042 struct oom_wait_info {
2043         struct mem_cgroup *memcg;
2044         wait_queue_t    wait;
2045 };
2046
2047 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2048         unsigned mode, int sync, void *arg)
2049 {
2050         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2051         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2052         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2053
2054         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2055         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2056
2057         /*
2058          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2059          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2060          */
2061         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2062                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2063                 return 0;
2064         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2065 }
2066
2067 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2068 {
2069         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2070         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2071 }
2072
2073 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2074 {
2075         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2076                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2077 }
2078
2079 /*
2080  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2081  */
2082 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2083                                   int order)
2084 {
2085         struct oom_wait_info owait;
2086         bool locked, need_to_kill;
2087
2088         owait.memcg = memcg;
2089         owait.wait.flags = 0;
2090         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2091         owait.wait.private = current;
2092         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2093         need_to_kill = true;
2094         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2095
2096         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2097         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2098         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2099         /*
2100          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2101          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2102          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2103          */
2104         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2105         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2106                 need_to_kill = false;
2107         if (locked)
2108                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2109         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2110
2111         if (need_to_kill) {
2112                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2113                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2114         } else {
2115                 schedule();
2116                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2117         }
2118         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2119         if (locked)
2120                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2121         memcg_wakeup_oom(memcg);
2122         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2123
2124         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2125
2126         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2127                 return false;
2128         /* Give chance to dying process */
2129         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2130         return true;
2131 }
2132
2133 /*
2134  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2135  * generalized to update other statistics as well.
2136  *
2137  * Notes: Race condition
2138  *
2139  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2140  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2141  * to do so _always_.
2142  *
2143  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2144  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2145  * are no race with "charge".
2146  *
2147  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2148  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2149  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2150  * by flags.
2151  *
2152  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2153  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2154  * If there is, we take a lock.
2155  */
2156
2157 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2158                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2159 {
2160         struct mem_cgroup *memcg;
2161         struct page_cgroup *pc;
2162
2163         pc = lookup_page_cgroup(page);
2164 again:
2165         memcg = pc->mem_cgroup;
2166         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2167                 return;
2168         /*
2169          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2170          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2171          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2172          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2173          */
2174         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2175                 return;
2176
2177         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2178         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2179                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2180                 goto again;
2181         }
2182         *locked = true;
2183 }
2184
2185 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2186 {
2187         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2188
2189         /*
2190          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2191          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2192          * should take move_lock_mem_cgroup().
2193          */
2194         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2195 }
2196
2197 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2198                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2199 {
2200         struct mem_cgroup *memcg;
2201         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2202         unsigned long uninitialized_var(flags);
2203
2204         if (mem_cgroup_disabled())
2205                 return;
2206
2207         memcg = pc->mem_cgroup;
2208         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2209                 return;
2210
2211         switch (idx) {
2212         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2213                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2214                 break;
2215         default:
2216                 BUG();
2217         }
2218
2219         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2220 }
2221
2222 /*
2223  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2224  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2225  */
2226 #define CHARGE_BATCH    32U
2227 struct memcg_stock_pcp {
2228         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2229         unsigned int nr_pages;
2230         struct work_struct work;
2231         unsigned long flags;
2232 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2233 };
2234 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2235 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2236
2237 /**
2238  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2239  * @memcg: memcg to consume from.
2240  * @nr_pages: how many pages to charge.
2241  *
2242  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2243  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2244  * service an allocation will refill the stock.
2245  *
2246  * returns true if successful, false otherwise.
2247  */
2248 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2249 {
2250         struct memcg_stock_pcp *stock;
2251         bool ret = true;
2252
2253         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2254                 return false;
2255
2256         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2257         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2258                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2259         else /* need to call res_counter_charge */
2260                 ret = false;
2261         put_cpu_var(memcg_stock);
2262         return ret;
2263 }
2264
2265 /*
2266  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2267  */
2268 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2269 {
2270         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2271
2272         if (stock->nr_pages) {
2273                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2274
2275                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2276                 if (do_swap_account)
2277                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2278                 stock->nr_pages = 0;
2279         }
2280         stock->cached = NULL;
2281 }
2282
2283 /*
2284  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2285  * a thread which is pinned to local cpu.
2286  */
2287 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2288 {
2289         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2290         drain_stock(stock);
2291         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2296  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2297  */
2298 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2299 {
2300         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2301
2302         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2303                 drain_stock(stock);
2304                 stock->cached = memcg;
2305         }
2306         stock->nr_pages += nr_pages;
2307         put_cpu_var(memcg_stock);
2308 }
2309
2310 /*
2311  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2312  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2313  * until the work is done.
2314  */
2315 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2316 {
2317         int cpu, curcpu;
2318
2319         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2320         get_online_cpus();
2321         curcpu = get_cpu();
2322         for_each_online_cpu(cpu) {
2323                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2324                 struct mem_cgroup *memcg;
2325
2326                 memcg = stock->cached;
2327                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2328                         continue;
2329                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2330                         continue;
2331                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2332                         if (cpu == curcpu)
2333                                 drain_local_stock(&stock->work);
2334                         else
2335                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2336                 }
2337         }
2338         put_cpu();
2339
2340         if (!sync)
2341                 goto out;
2342
2343         for_each_online_cpu(cpu) {
2344                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2345                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2346                         flush_work(&stock->work);
2347         }
2348 out:
2349         put_online_cpus();
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2354  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2355  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2356  * it.
2357  */
2358 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2359 {
2360         /*
2361          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2362          */
2363         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2364                 return;
2365         drain_all_stock(root_memcg, false);
2366         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2367 }
2368
2369 /* This is a synchronous drain interface. */
2370 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2371 {
2372         /* called when force_empty is called */
2373         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2374         drain_all_stock(root_memcg, true);
2375         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2376 }
2377
2378 /*
2379  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2380  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2381  */
2382 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2383 {
2384         int i;
2385
2386         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2387         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2388                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2389
2390                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2391                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2392         }
2393         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2394                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2395
2396                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2397                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2398         }
2399         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2400 }
2401
2402 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2403                                         unsigned long action,
2404                                         void *hcpu)
2405 {
2406         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2407         struct memcg_stock_pcp *stock;
2408         struct mem_cgroup *iter;
2409
2410         if (action == CPU_ONLINE)
2411                 return NOTIFY_OK;
2412
2413         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2414                 return NOTIFY_OK;
2415
2416         for_each_mem_cgroup(iter)
2417                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2418
2419         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2420         drain_stock(stock);
2421         return NOTIFY_OK;
2422 }
2423
2424
2425 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2426 enum {
2427         CHARGE_OK,              /* success */
2428         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2429         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2430         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2431         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2432 };
2433
2434 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2435                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2436                                 bool oom_check)
2437 {
2438         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2439         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2440         struct res_counter *fail_res;
2441         unsigned long flags = 0;
2442         int ret;
2443
2444         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2445
2446         if (likely(!ret)) {
2447                 if (!do_swap_account)
2448                         return CHARGE_OK;
2449                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2450                 if (likely(!ret))
2451                         return CHARGE_OK;
2452
2453                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2454                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2455                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2456         } else
2457                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2458         /*
2459          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2460          * single page instead.
2461          */
2462         if (nr_pages > min_pages)
2463                 return CHARGE_RETRY;
2464
2465         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2466                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2467
2468         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2469                 return CHARGE_NOMEM;
2470
2471         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2472         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2473                 return CHARGE_RETRY;
2474         /*
2475          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2476          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2477          * before killing the task.
2478          *
2479          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2480          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2481          * to regular pages anyway in case of failure.
2482          */
2483         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2484                 return CHARGE_RETRY;
2485
2486         /*
2487          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2488          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2489          */
2490         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2491                 return CHARGE_RETRY;
2492
2493         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2494         if (!oom_check)
2495                 return CHARGE_NOMEM;
2496         /* check OOM */
2497         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2498                 return CHARGE_OOM_DIE;
2499
2500         return CHARGE_RETRY;
2501 }
2502
2503 /*
2504  * __mem_cgroup_try_charge() does
2505  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2506  * 2. update res_counter
2507  * 3. call memory reclaim if necessary.
2508  *
2509  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2510  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2511  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2512  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2513  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2514  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2515  *
2516  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2517  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2518  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2519  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2520  *
2521  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2522  * the oom-killer can be invoked.
2523  */
2524 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2525                                    gfp_t gfp_mask,
2526                                    unsigned int nr_pages,
2527                                    struct mem_cgroup **ptr,
2528                                    bool oom)
2529 {
2530         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2531         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2532         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2533         int ret;
2534
2535         /*
2536          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2537          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2538          * MEMDIE process.
2539          */
2540         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2541                      || fatal_signal_pending(current)))
2542                 goto bypass;
2543
2544         /*
2545          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2546          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2547          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2548          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2549          */
2550         if (!*ptr && !mm)
2551                 *ptr = root_mem_cgroup;
2552 again:
2553         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2554                 memcg = *ptr;
2555                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2556                         goto done;
2557                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2558                         goto done;
2559                 css_get(&memcg->css);
2560         } else {
2561                 struct task_struct *p;
2562
2563                 rcu_read_lock();
2564                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2565                 /*
2566                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2567                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2568                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2569                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2570                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2571                  * small race, here.
2572                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2573                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2574                  */
2575                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2576                 if (!memcg)
2577                         memcg = root_mem_cgroup;
2578                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2579                         rcu_read_unlock();
2580                         goto done;
2581                 }
2582                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2583                         /*
2584                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2585                          * But considering how consume_stok works, it's not
2586                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2587                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2588                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2589                          * calling consume_stock().
2590                          */
2591                         rcu_read_unlock();
2592                         goto done;
2593                 }
2594                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2595                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2596                         rcu_read_unlock();
2597                         goto again;
2598                 }
2599                 rcu_read_unlock();
2600         }
2601
2602         do {
2603                 bool oom_check;
2604
2605                 /* If killed, bypass charge */
2606                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2607                         css_put(&memcg->css);
2608                         goto bypass;
2609                 }
2610
2611                 oom_check = false;
2612                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2613                         oom_check = true;
2614                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2615                 }
2616
2617                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2618                     oom_check);
2619                 switch (ret) {
2620                 case CHARGE_OK:
2621                         break;
2622                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2623                         batch = nr_pages;
2624                         css_put(&memcg->css);
2625                         memcg = NULL;
2626                         goto again;
2627                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2628                         css_put(&memcg->css);
2629                         goto nomem;
2630                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2631                         if (!oom) {
2632                                 css_put(&memcg->css);
2633                                 goto nomem;
2634                         }
2635                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2636                         nr_oom_retries--;
2637                         break;
2638                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2639                         css_put(&memcg->css);
2640                         goto bypass;
2641                 }
2642         } while (ret != CHARGE_OK);
2643
2644         if (batch > nr_pages)
2645                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2646         css_put(&memcg->css);
2647 done:
2648         *ptr = memcg;
2649         return 0;
2650 nomem:
2651         *ptr = NULL;
2652         return -ENOMEM;
2653 bypass:
2654         *ptr = root_mem_cgroup;
2655         return -EINTR;
2656 }
2657
2658 /*
2659  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2660  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2661  * gotten by try_charge().
2662  */
2663 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2664                                        unsigned int nr_pages)
2665 {
2666         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2667                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2668
2669                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2670                 if (do_swap_account)
2671                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2672         }
2673 }
2674
2675 /*
2676  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2677  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2678  */
2679 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2680                                         unsigned int nr_pages)
2681 {
2682         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2683
2684         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2685                 return;
2686
2687         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2688         if (do_swap_account)
2689                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2690                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2691 }
2692
2693 /*
2694  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2695  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2696  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2697  * called against removed memcg.)
2698  */
2699 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2700 {
2701         struct cgroup_subsys_state *css;
2702
2703         /* ID 0 is unused ID */
2704         if (!id)
2705                 return NULL;
2706         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2707         if (!css)
2708                 return NULL;
2709         return mem_cgroup_from_css(css);
2710 }
2711
2712 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2713 {
2714         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2715         struct page_cgroup *pc;
2716         unsigned short id;
2717         swp_entry_t ent;
2718
2719         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2720
2721         pc = lookup_page_cgroup(page);
2722         lock_page_cgroup(pc);
2723         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2724                 memcg = pc->mem_cgroup;
2725                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2726                         memcg = NULL;
2727         } else if (PageSwapCache(page)) {
2728                 ent.val = page_private(page);
2729                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2730                 rcu_read_lock();
2731                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2732                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2733                         memcg = NULL;
2734                 rcu_read_unlock();
2735         }
2736         unlock_page_cgroup(pc);
2737         return memcg;
2738 }
2739
2740 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2741                                        struct page *page,
2742                                        unsigned int nr_pages,
2743                                        enum charge_type ctype,
2744                                        bool lrucare)
2745 {
2746         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2747         struct zone *uninitialized_var(zone);
2748         struct lruvec *lruvec;
2749         bool was_on_lru = false;
2750         bool anon;
2751
2752         lock_page_cgroup(pc);
2753         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2754         /*
2755          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2756          * accessed by any other context at this point.
2757          */
2758
2759         /*
2760          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2761          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2762          */
2763         if (lrucare) {
2764                 zone = page_zone(page);
2765                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2766                 if (PageLRU(page)) {
2767                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2768                         ClearPageLRU(page);
2769                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2770                         was_on_lru = true;
2771                 }
2772         }
2773
2774         pc->mem_cgroup = memcg;
2775         /*
2776          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2777          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2778          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2779          * before USED bit, we need memory barrier here.
2780          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2781          */
2782         smp_wmb();
2783         SetPageCgroupUsed(pc);
2784
2785         if (lrucare) {
2786                 if (was_on_lru) {
2787                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2788                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2789                         SetPageLRU(page);
2790                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2791                 }
2792                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2793         }
2794
2795         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2796                 anon = true;
2797         else
2798                 anon = false;
2799
2800         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2801         unlock_page_cgroup(pc);
2802
2803         /*
2804          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2805          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2806          * if they exceeds softlimit.
2807          */
2808         memcg_check_events(memcg, page);
2809 }
2810
2811 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2812
2813 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2814 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2815 {
2816         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2817                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2818 }
2819
2820 /*
2821  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2822  * in the memcg_cache_params struct.
2823  */
2824 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2825 {
2826         struct kmem_cache *cachep;
2827
2828         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2829         cachep = p->root_cache;
2830         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2831 }
2832
2833 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2834 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2835                                         struct seq_file *m)
2836 {
2837         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2838         struct memcg_cache_params *params;
2839
2840         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2841                 return -EIO;
2842
2843         print_slabinfo_header(m);
2844
2845         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2846         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2847                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2848         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2849
2850         return 0;
2851 }
2852 #endif
2853
2854 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2855 {
2856         struct res_counter *fail_res;
2857         struct mem_cgroup *_memcg;
2858         int ret = 0;
2859         bool may_oom;
2860
2861         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2862         if (ret)
2863                 return ret;
2864
2865         /*
2866          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2867          * the same conditions tested by the core page allocator
2868          */
2869         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2870
2871         _memcg = memcg;
2872         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2873                                       &_memcg, may_oom);
2874
2875         if (ret == -EINTR)  {
2876                 /*
2877                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2878                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2879                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2880                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2881                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2882                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2883                  * our minds.
2884                  *
2885                  * This condition will only trigger if the task entered
2886                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2887                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2888                  * dying when the allocation triggers should have been already
2889                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2890                  */
2891                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2892                 if (do_swap_account)
2893                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2894                                                   &fail_res);
2895                 ret = 0;
2896         } else if (ret)
2897                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2898
2899         return ret;
2900 }
2901
2902 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2903 {
2904         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2905         if (do_swap_account)
2906                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2907
2908         /* Not down to 0 */
2909         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2910                 return;
2911
2912         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2913                 mem_cgroup_put(memcg);
2914 }
2915
2916 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2917 {
2918         if (!memcg)
2919                 return;
2920
2921         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2922         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2923         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2924 }
2925
2926 /*
2927  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2928  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2929  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2930  */
2931 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2932 {
2933         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2934 }
2935
2936 /*
2937  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2938  * operation, because that is its main call site.
2939  *
2940  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2941  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2942  */
2943 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2944 {
2945         int num, ret;
2946
2947         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2948                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2949         if (num < 0)
2950                 return num;
2951         /*
2952          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2953          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2954          * guarantees only one process will set the following boolean
2955          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2956          * by the set_limit_mutex anyway.
2957          */
2958         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2959
2960         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2961         if (ret) {
2962                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2963                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2964                 return ret;
2965         }
2966
2967         memcg->kmemcg_id = num;
2968         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2969         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2970         return 0;
2971 }
2972
2973 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2974 {
2975         ssize_t size;
2976         if (num_groups <= 0)
2977                 return 0;
2978
2979         size = 2 * num_groups;
2980         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2981                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2982         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2983                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2984
2985         return size;
2986 }
2987
2988 /*
2989  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2990  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2991  * calling this.
2992  */
2993 void memcg_update_array_size(int num)
2994 {
2995         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2996                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2997 }
2998
2999 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3000 {
3001         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3002
3003         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3004
3005         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3006                 int i;
3007                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3008
3009                 size *= sizeof(void *);
3010                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3011
3012                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3013                 if (!s->memcg_params) {
3014                         s->memcg_params = cur_params;
3015                         return -ENOMEM;
3016                 }
3017
3018                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3019
3020                 /*
3021                  * There is the chance it will be bigger than
3022                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3023                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3024                  * have a bigger array.
3025                  *
3026                  * But if that is the case, the data after
3027                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3028                  */
3029                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3030                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3031                                 continue;
3032                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3033                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3034                 }
3035
3036                 /*
3037                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3038                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3039                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3040                  *
3041                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3042                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3043                  * anyway.
3044                  */
3045                 kfree(cur_params);
3046         }
3047         return 0;
3048 }
3049
3050 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3051                          struct kmem_cache *root_cache)
3052 {
3053         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3054
3055         if (!memcg_kmem_enabled())
3056                 return 0;
3057
3058         if (!memcg)
3059                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3060
3061         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3062         if (!s->memcg_params)
3063                 return -ENOMEM;
3064
3065         if (memcg) {
3066                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3067                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3068         } else
3069                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3070
3071         return 0;
3072 }
3073
3074 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3075 {
3076         struct kmem_cache *root;
3077         struct mem_cgroup *memcg;
3078         int id;
3079
3080         /*
3081          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3082          * add any memcg.
3083          */
3084         if (!s->memcg_params)
3085                 return;
3086
3087         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3088                 goto out;
3089
3090         memcg = s->memcg_params->memcg;
3091         id  = memcg_cache_id(memcg);
3092
3093         root = s->memcg_params->root_cache;
3094         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3095         mem_cgroup_put(memcg);
3096
3097         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3098         list_del(&s->memcg_params->list);
3099         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3100
3101 out:
3102         kfree(s->memcg_params);
3103 }
3104
3105 /*
3106  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3107  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3108  * enqueing new caches to be created.
3109  *
3110  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3111  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3112  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3113  * objects during debug.
3114  *
3115  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3116  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3117  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3118  * cache again, failing at the same point.
3119  *
3120  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3121  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3122  * inside the following two functions.
3123  */
3124 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3125 {
3126         VM_BUG_ON(!current->mm);
3127         current->memcg_kmem_skip_account++;
3128 }
3129
3130 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3131 {
3132         VM_BUG_ON(!current->mm);
3133         current->memcg_kmem_skip_account--;
3134 }
3135
3136 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3137 {
3138         struct kmem_cache *cachep;
3139         struct memcg_cache_params *p;
3140
3141         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3142
3143         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3144
3145         /*
3146          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3147          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3148          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3149          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3150          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3151          *
3152          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3153          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3154          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3155          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3156          * destroy it.
3157          *
3158          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3159          * again
3160          */
3161         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3162                 kmem_cache_shrink(cachep);
3163                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3164                         return;
3165         } else
3166                 kmem_cache_destroy(cachep);
3167 }
3168
3169 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3170 {
3171         if (!cachep->memcg_params->dead)
3172                 return;
3173
3174         /*
3175          * There are many ways in which we can get here.
3176          *
3177          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3178          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3179          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3180          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3181          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3182          *
3183          * But we can also get here from the worker itself, if
3184          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3185          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3186          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3187          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3188          *
3189          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3190          * running if there is already work pending
3191          */
3192         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3193                 return;
3194         /*
3195          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3196          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3197          */
3198         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3199 }
3200
3201 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3202 {
3203         char *name;
3204         struct dentry *dentry;
3205
3206         rcu_read_lock();
3207         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3208         rcu_read_unlock();
3209
3210         BUG_ON(dentry == NULL);
3211
3212         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3213                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3214
3215         return name;
3216 }
3217
3218 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3219                                          struct kmem_cache *s)
3220 {
3221         char *name;
3222         struct kmem_cache *new;
3223
3224         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3225         if (!name)
3226                 return NULL;
3227
3228         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3229                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3230
3231         if (new)
3232                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3233
3234         kfree(name);
3235         return new;
3236 }
3237
3238 /*
3239  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3240  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3241  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3242  *
3243  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3244  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3245  */
3246 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3247 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3248                                                   struct kmem_cache *cachep)
3249 {
3250         struct kmem_cache *new_cachep;
3251         int idx;
3252
3253         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3254
3255         idx = memcg_cache_id(memcg);
3256
3257         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3258         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3259         if (new_cachep)
3260                 goto out;
3261
3262         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3263         if (new_cachep == NULL) {
3264                 new_cachep = cachep;
3265                 goto out;
3266         }
3267
3268         mem_cgroup_get(memcg);
3269         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3270
3271         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3272         /*
3273          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3274          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3275          */
3276         wmb();
3277 out:
3278         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3279         return new_cachep;
3280 }
3281
3282 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3283 {
3284         struct kmem_cache *c;
3285         int i;
3286
3287         if (!s->memcg_params)
3288                 return;
3289         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3290                 return;
3291
3292         /*
3293          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3294          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3295          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3296          *
3297          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3298          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3299          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3300          */
3301         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3302         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3303                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3304                 if (!c)
3305                         continue;
3306
3307                 /*
3308                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3309                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3310                  * proceed with destruction ourselves.
3311                  *
3312                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3313                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3314                  * the cache still have active pages until this very moment.
3315                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3316                  *
3317                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3318                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3319                  */
3320                 c->memcg_params->dead = false;
3321                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3322                 kmem_cache_destroy(c);
3323         }
3324         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3325 }
3326
3327 struct create_work {
3328         struct mem_cgroup *memcg;
3329         struct kmem_cache *cachep;
3330         struct work_struct work;
3331 };
3332
3333 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3334 {
3335         struct kmem_cache *cachep;
3336         struct memcg_cache_params *params;
3337
3338         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3339                 return;
3340
3341         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3342         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3343                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3344                 cachep->memcg_params->dead = true;
3345                 INIT_WORK(&cachep->memcg_params->destroy,
3346                                   kmem_cache_destroy_work_func);
3347                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3348         }
3349         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3350 }
3351
3352 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3353 {
3354         struct create_work *cw;
3355
3356         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3357         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3358         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3359         css_put(&cw->memcg->css);
3360         kfree(cw);
3361 }
3362
3363 /*
3364  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3365  * Called with rcu_read_lock.
3366  */
3367 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3368                                          struct kmem_cache *cachep)
3369 {
3370         struct create_work *cw;
3371
3372         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3373         if (cw == NULL)
3374                 return;
3375
3376         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3377         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3378                 kfree(cw);
3379                 return;
3380         }
3381
3382         cw->memcg = memcg;
3383         cw->cachep = cachep;
3384
3385         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3386         schedule_work(&cw->work);
3387 }
3388
3389 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3390                                        struct kmem_cache *cachep)
3391 {
3392         /*
3393          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3394          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3395          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3396          *
3397          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3398          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3399          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3400          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3401          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3402          */
3403         memcg_stop_kmem_account();
3404         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3405         memcg_resume_kmem_account();
3406 }
3407 /*
3408  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3409  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3410  *
3411  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3412  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3413  * in a workqueue.
3414  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3415  * the original cache.
3416  *
3417  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3418  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3419  */
3420 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3421                                           gfp_t gfp)
3422 {
3423         struct mem_cgroup *memcg;
3424         int idx;
3425
3426         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3427         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3428
3429         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3430                 return cachep;
3431
3432         rcu_read_lock();
3433         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3434         rcu_read_unlock();
3435
3436         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3437                 return cachep;
3438
3439         idx = memcg_cache_id(memcg);
3440
3441         /*
3442          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3443          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3444          */
3445         read_barrier_depends();
3446         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3447                 /*
3448                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3449                  * context), we could be be predictable and return right away.
3450                  * This would guarantee that the allocation being performed
3451                  * already belongs in the new cache.
3452                  *
3453                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3454                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3455                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3456                  * with the slab_mutex held.
3457                  *
3458                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3459                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3460                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3461                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3462                  * better to defer everything.
3463                  */
3464                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3465                 return cachep;
3466         }
3467
3468         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3471
3472 /*
3473  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3474  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3475  * need a further commit step to do the final arrangements.
3476  *
3477  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3478  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3479  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3480  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3481  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3482  * the compiled-out case as well.
3483  *
3484  * Returning true means the allocation is possible.
3485  */
3486 bool
3487 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3488 {
3489         struct mem_cgroup *memcg;
3490         int ret;
3491
3492         *_memcg = NULL;
3493         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3494
3495         /*
3496          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3497          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3498          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3499          */
3500         if (unlikely(!memcg))
3501                 return true;
3502
3503         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3504                 css_put(&memcg->css);
3505                 return true;
3506         }
3507
3508         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3509         if (!ret)
3510                 *_memcg = memcg;
3511
3512         css_put(&memcg->css);
3513         return (ret == 0);
3514 }
3515
3516 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3517                               int order)
3518 {
3519         struct page_cgroup *pc;
3520
3521         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3522
3523         /* The page allocation failed. Revert */
3524         if (!page) {
3525                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3526                 return;
3527         }
3528
3529         pc = lookup_page_cgroup(page);
3530         lock_page_cgroup(pc);
3531         pc->mem_cgroup = memcg;
3532         SetPageCgroupUsed(pc);
3533         unlock_page_cgroup(pc);
3534 }
3535
3536 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3537 {
3538         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3539         struct page_cgroup *pc;
3540
3541
3542         pc = lookup_page_cgroup(page);
3543         /*
3544          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3545          * check again after locking.
3546          */
3547         if (!PageCgroupUsed(pc))
3548                 return;
3549
3550         lock_page_cgroup(pc);
3551         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3552                 memcg = pc->mem_cgroup;
3553                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3554         }
3555         unlock_page_cgroup(pc);
3556
3557         /*
3558          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3559          * is a valid allocation
3560          */
3561         if (!memcg)
3562                 return;
3563
3564         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3565         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3566 }
3567 #else
3568 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3569 {
3570 }
3571 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3572
3573 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3574
3575 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3576 /*
3577  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3578  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3579  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3580  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3581  */
3582 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3583 {
3584         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3585         struct page_cgroup *pc;
3586         int i;
3587
3588         if (mem_cgroup_disabled())
3589                 return;
3590         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3591                 pc = head_pc + i;
3592                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3593                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3594                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3595         }
3596 }
3597 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3598
3599 /**
3600  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3601  * @page: the page
3602  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3603  * @pc: page_cgroup of the page.
3604  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3605  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3606  *
3607  * The caller must confirm following.
3608  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3609  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3610  *
3611  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3612  * from old cgroup.
3613  */
3614 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3615                                    unsigned int nr_pages,
3616                                    struct page_cgroup *pc,
3617                                    struct mem_cgroup *from,
3618                                    struct mem_cgroup *to)
3619 {
3620         unsigned long flags;
3621         int ret;
3622         bool anon = PageAnon(page);
3623
3624         VM_BUG_ON(from == to);
3625         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3626         /*
3627          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3628          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3629          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3630          * hold it.
3631          */
3632         ret = -EBUSY;
3633         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3634                 goto out;
3635
3636         lock_page_cgroup(pc);
3637
3638         ret = -EINVAL;
3639         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3640                 goto unlock;
3641
3642         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3643
3644         if (!anon && page_mapped(page)) {
3645                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3646                 preempt_disable();
3647                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3648                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3649                 preempt_enable();
3650         }
3651         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3652
3653         /* caller should have done css_get */
3654         pc->mem_cgroup = to;
3655         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3656         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3657         ret = 0;
3658 unlock:
3659         unlock_page_cgroup(pc);
3660         /*
3661          * check events
3662          */
3663         memcg_check_events(to, page);
3664         memcg_check_events(from, page);
3665 out:
3666         return ret;
3667 }
3668
3669 /**
3670  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3671  * @page: the page to move
3672  * @pc: page_cgroup of the page
3673  * @child: page's cgroup
3674  *
3675  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3676  * parent (aka use_hierarchy==0).
3677  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3678  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3679  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3680  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3681  * on the next attempt and the call should be retried later.
3682  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3683  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3684  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3685  * LRU or vanish.
3686  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3687  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3688  * disappear in the next attempt.
3689  */
3690 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3691                                   struct page_cgroup *pc,
3692                                   struct mem_cgroup *child)
3693 {
3694         struct mem_cgroup *parent;
3695         unsigned int nr_pages;
3696         unsigned long uninitialized_var(flags);
3697         int ret;
3698
3699         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3700
3701         ret = -EBUSY;
3702         if (!get_page_unless_zero(page))
3703                 goto out;
3704         if (isolate_lru_page(page))
3705                 goto put;
3706
3707         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3708
3709         parent = parent_mem_cgroup(child);
3710         /*
3711          * If no parent, move charges to root cgroup.
3712          */
3713         if (!parent)
3714                 parent = root_mem_cgroup;
3715
3716         if (nr_pages > 1) {
3717                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3718                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3719         }
3720
3721         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3722                                 pc, child, parent);
3723         if (!ret)
3724                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3725
3726         if (nr_pages > 1)
3727                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3728         putback_lru_page(page);
3729 put:
3730         put_page(page);
3731 out:
3732         return ret;
3733 }
3734
3735 /*
3736  * Charge the memory controller for page usage.
3737  * Return
3738  * 0 if the charge was successful
3739  * < 0 if the cgroup is over its limit
3740  */
3741 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3742                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3743 {
3744         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3745         unsigned int nr_pages = 1;
3746         bool oom = true;
3747         int ret;
3748
3749         if (PageTransHuge(page)) {
3750                 nr_pages <<= compound_order(page);
3751                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3752                 /*
3753                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3754                  * fault handler will fall back to regular pages.
3755                  */
3756                 oom = false;
3757         }
3758
3759         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3760         if (ret == -ENOMEM)
3761                 return ret;
3762         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3763         return 0;
3764 }
3765
3766 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3767                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3768 {
3769         if (mem_cgroup_disabled())
3770                 return 0;
3771         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3772         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3773         VM_BUG_ON(!mm);
3774         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3775                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3776 }
3777
3778 /*
3779  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3780  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3781  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3782  * "commit()" or removed by "cancel()"
3783  */
3784 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3785                                           struct page *page,
3786                                           gfp_t mask,
3787                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3788 {
3789         struct mem_cgroup *memcg;
3790         struct page_cgroup *pc;
3791         int ret;
3792
3793         pc = lookup_page_cgroup(page);
3794         /*
3795          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3796          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3797          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3798          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3799          * in turn serializes uncharging.
3800          */
3801         if (PageCgroupUsed(pc))
3802                 return 0;
3803         if (!do_swap_account)
3804                 goto charge_cur_mm;
3805         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3806         if (!memcg)
3807                 goto charge_cur_mm;
3808         *memcgp = memcg;
3809         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3810         css_put(&memcg->css);
3811         if (ret == -EINTR)
3812                 ret = 0;
3813         return ret;
3814 charge_cur_mm:
3815         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3816         if (ret == -EINTR)
3817                 ret = 0;
3818         return ret;
3819 }
3820
3821 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3822                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3823 {
3824         *memcgp = NULL;
3825         if (mem_cgroup_disabled())
3826                 return 0;
3827         /*
3828          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3829          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3830          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3831          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3832          */
3833         if (!PageSwapCache(page)) {
3834                 int ret;
3835
3836                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3837                 if (ret == -EINTR)
3838                         ret = 0;
3839                 return ret;
3840         }
3841         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3842 }
3843
3844 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3845 {
3846         if (mem_cgroup_disabled())
3847                 return;
3848         if (!memcg)
3849                 return;
3850         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3851 }
3852
3853 static void
3854 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3855                                         enum charge_type ctype)
3856 {
3857         if (mem_cgroup_disabled())
3858                 return;
3859         if (!memcg)
3860                 return;
3861
3862         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3863         /*
3864          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3865          * counted both as mem and swap....double count.
3866          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3867          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3868          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3869          */
3870         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3871                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3872                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3873         }
3874 }
3875
3876 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3877                                      struct mem_cgroup *memcg)
3878 {
3879         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3880                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3881 }
3882
3883 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3884                                 gfp_t gfp_mask)
3885 {
3886         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3887         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3888         int ret;
3889
3890         if (mem_cgroup_disabled())
3891                 return 0;
3892         if (PageCompound(page))
3893                 return 0;
3894
3895         if (!PageSwapCache(page))
3896                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3897         else { /* page is swapcache/shmem */
3898                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3899                                                      gfp_mask, &memcg);
3900                 if (!ret)
3901                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3902         }
3903         return ret;
3904 }
3905
3906 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3907                                    unsigned int nr_pages,
3908                                    const enum charge_type ctype)
3909 {
3910         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3911         bool uncharge_memsw = true;
3912
3913         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3914         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3915                 uncharge_memsw = false;
3916
3917         batch = &current->memcg_batch;
3918         /*
3919          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3920          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3921          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3922          */
3923         if (!batch->memcg)
3924                 batch->memcg = memcg;
3925         /*
3926          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3927          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3928          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3929          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3930          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3931          */
3932
3933         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3934                 goto direct_uncharge;
3935
3936         if (nr_pages > 1)
3937                 goto direct_uncharge;
3938
3939         /*
3940          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3941          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3942          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3943          */
3944         if (batch->memcg != memcg)
3945                 goto direct_uncharge;
3946         /* remember freed charge and uncharge it later */
3947         batch->nr_pages++;
3948         if (uncharge_memsw)
3949                 batch->memsw_nr_pages++;
3950         return;
3951 direct_uncharge:
3952         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3953         if (uncharge_memsw)
3954                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3955         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3956                 memcg_oom_recover(memcg);
3957 }
3958
3959 /*
3960  * uncharge if !page_mapped(page)
3961  */
3962 static struct mem_cgroup *
3963 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3964                              bool end_migration)
3965 {
3966         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3967         unsigned int nr_pages = 1;
3968         struct page_cgroup *pc;
3969         bool anon;
3970
3971         if (mem_cgroup_disabled())
3972                 return NULL;
3973
3974         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3975
3976         if (PageTransHuge(page)) {
3977                 nr_pages <<= compound_order(page);
3978                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3979         }
3980         /*
3981          * Check if our page_cgroup is valid
3982          */
3983         pc = lookup_page_cgroup(page);
3984         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3985                 return NULL;
3986
3987         lock_page_cgroup(pc);
3988
3989         memcg = pc->mem_cgroup;
3990
3991         if (!PageCgroupUsed(pc))
3992                 goto unlock_out;
3993
3994         anon = PageAnon(page);
3995
3996         switch (ctype) {
3997         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3998                 /*
3999                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4000                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4001                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4002                  */
4003                 anon = true;
4004                 /* fallthrough */
4005         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4006                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4007                 if (page_mapped(page))
4008                         goto unlock_out;
4009                 /*
4010                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4011                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4012                  * unused post-migration page and so it has to call
4013                  * here with the migration bit still set.  See the
4014                  * res_counter handling below.
4015                  */
4016                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4017                         goto unlock_out;
4018                 break;
4019         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4020                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4021                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4022                                 goto unlock_out;
4023                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4024                                 goto unlock_out;
4025                 break;
4026         default:
4027                 break;
4028         }
4029
4030         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4031
4032         ClearPageCgroupUsed(pc);
4033         /*
4034          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4035          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4036          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4037          * special functions.
4038          */
4039
4040         unlock_page_cgroup(pc);
4041         /*
4042          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4043          * will never be freed.
4044          */
4045         memcg_check_events(memcg, page);
4046         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4047                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4048                 mem_cgroup_get(memcg);
4049         }
4050         /*
4051          * Migration does not charge the res_counter for the
4052          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4053          * page that is unused after the migration.
4054          */
4055         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4056                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4057
4058         return memcg;
4059
4060 unlock_out:
4061         unlock_page_cgroup(pc);
4062         return NULL;
4063 }
4064
4065 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4066 {
4067         /* early check. */
4068         if (page_mapped(page))
4069                 return;
4070         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4071         if (PageSwapCache(page))
4072                 return;
4073         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4074 }
4075
4076 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4077 {
4078         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4079         VM_BUG_ON(page->mapping);
4080         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4081 }
4082
4083 /*
4084  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4085  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4086  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4087  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4088  * This may be called prural(2) times in a context,
4089  */
4090
4091 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4092 {
4093         current->memcg_batch.do_batch++;
4094         /* We can do nest. */
4095         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4096                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4097                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4098                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4099         }
4100 }
4101
4102 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4103 {
4104         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4105
4106         if (!batch->do_batch)
4107                 return;
4108
4109         batch->do_batch--;
4110         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
4111                 return;
4112
4113         if (!batch->memcg)
4114                 return;
4115         /*
4116          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
4117          * bacause we