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