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