ae0433885b69104130421a2a4fca9ff6bf709e01
[~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" is treated as a
420  * 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 precharge;
434         unsigned long moved_charge;
435         unsigned long moved_swap;
436         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
437         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
438 } mc = {
439         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
440         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
441 };
442
443 static bool move_anon(void)
444 {
445         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
446                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
447 }
448
449 static bool move_file(void)
450 {
451         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
452                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
453 }
454
455 /*
456  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
457  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
458  */
459 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
460 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
461
462 enum charge_type {
463         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
464         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
465         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
466         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
467         NR_CHARGE_TYPE,
468 };
469
470 /* for encoding cft->private value on file */
471 enum res_type {
472         _MEM,
473         _MEMSWAP,
474         _OOM_TYPE,
475         _KMEM,
476 };
477
478 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
479 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
480 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
481 /* Used for OOM nofiier */
482 #define OOM_CONTROL             (0)
483
484 /*
485  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
486  */
487 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
488 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
489 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
490 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
491
492 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
493 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
494
495 static inline
496 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
497 {
498         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
499 }
500
501 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
502 {
503         return (memcg == root_mem_cgroup);
504 }
505
506 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
507 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
508
509 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
510 {
511         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
512                 struct mem_cgroup *memcg;
513                 struct cg_proto *cg_proto;
514
515                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
516
517                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
518                  * filled. It won't however, necessarily happen from
519                  * process context. So the test for root memcg given
520                  * the current task's memcg won't help us in this case.
521                  *
522                  * Respecting the original socket's memcg is a better
523                  * decision in this case.
524                  */
525                 if (sk->sk_cgrp) {
526                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
527                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
528                         return;
529                 }
530
531                 rcu_read_lock();
532                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
533                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
534                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
535                         mem_cgroup_get(memcg);
536                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
537                 }
538                 rcu_read_unlock();
539         }
540 }
541 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
542
543 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
544 {
545         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
546                 struct mem_cgroup *memcg;
547                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
548                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
549                 mem_cgroup_put(memcg);
550         }
551 }
552
553 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
554 {
555         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
556                 return NULL;
557
558         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
559 }
560 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
561
562 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
565                 return;
566         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
567 }
568 #else
569 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
570 {
571 }
572 #endif
573
574 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
575 /*
576  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
577  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
578  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
579  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
580  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
581  *     200 entry array for that.
582  *
583  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
584  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
585  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
586  *     core for this
587  *
588  * The current size of the caches array is stored in
589  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
590  * increase it.
591  */
592 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
593 int memcg_limited_groups_array_size;
594
595 /*
596  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
597  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
598  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
599  * tunable, but that is strictly not necessary.
600  *
601  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
602  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
603  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
604  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
605  * increase ours as well if it increases.
606  */
607 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
608 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
609
610 /*
611  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
612  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
613  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
614  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
615  */
616 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
617 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
618
619 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
620 {
621         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
622                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
623                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
624         }
625         /*
626          * This check can't live in kmem destruction function,
627          * since the charges will outlive the cgroup
628          */
629         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
630 }
631 #else
632 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
633 {
634 }
635 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
636
637 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
638 {
639         disarm_sock_keys(memcg);
640         disarm_kmem_keys(memcg);
641 }
642
643 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
644
645 static struct mem_cgroup_per_zone *
646 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
647 {
648         VM_BUG_ON((unsigned)nid >= nr_node_ids);
649         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
650 }
651
652 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
653 {
654         return &memcg->css;
655 }
656
657 static struct mem_cgroup_per_zone *
658 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
659 {
660         int nid = page_to_nid(page);
661         int zid = page_zonenum(page);
662
663         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
664 }
665
666 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
667 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
668 {
669         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
670 }
671
672 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
673 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
674 {
675         int nid = page_to_nid(page);
676         int zid = page_zonenum(page);
677
678         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
679 }
680
681 static void
682 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
683                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
684                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
685                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
686 {
687         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
688         struct rb_node *parent = NULL;
689         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
690
691         if (mz->on_tree)
692                 return;
693
694         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
695         if (!mz->usage_in_excess)
696                 return;
697         while (*p) {
698                 parent = *p;
699                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
700                                         tree_node);
701                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
702                         p = &(*p)->rb_left;
703                 /*
704                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
705                  * limit by the same amount
706                  */
707                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
708                         p = &(*p)->rb_right;
709         }
710         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
711         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
712         mz->on_tree = true;
713 }
714
715 static void
716 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
717                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
718                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
719 {
720         if (!mz->on_tree)
721                 return;
722         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
723         mz->on_tree = false;
724 }
725
726 static void
727 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
728                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
729                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
730 {
731         spin_lock(&mctz->lock);
732         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
733         spin_unlock(&mctz->lock);
734 }
735
736
737 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
738 {
739         unsigned long long excess;
740         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
741         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
742         int nid = page_to_nid(page);
743         int zid = page_zonenum(page);
744         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
745
746         /*
747          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
748          * because their event counter is not touched.
749          */
750         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
751                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
752                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
753                 /*
754                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
755                  * mem is over its softlimit.
756                  */
757                 if (excess || mz->on_tree) {
758                         spin_lock(&mctz->lock);
759                         /* if on-tree, remove it */
760                         if (mz->on_tree)
761                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
762                         /*
763                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
764                          * If excess is 0, no tree ops.
765                          */
766                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
767                         spin_unlock(&mctz->lock);
768                 }
769         }
770 }
771
772 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
773 {
774         int node, zone;
775         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
776         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
777
778         for_each_node(node) {
779                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
780                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
781                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
782                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
783                 }
784         }
785 }
786
787 static struct mem_cgroup_per_zone *
788 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
789 {
790         struct rb_node *rightmost = NULL;
791         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
792
793 retry:
794         mz = NULL;
795         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
796         if (!rightmost)
797                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
798
799         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
800         /*
801          * Remove the node now but someone else can add it back,
802          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
803          * position in the tree.
804          */
805         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
806         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
807                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
808                 goto retry;
809 done:
810         return mz;
811 }
812
813 static struct mem_cgroup_per_zone *
814 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
815 {
816         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
817
818         spin_lock(&mctz->lock);
819         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
820         spin_unlock(&mctz->lock);
821         return mz;
822 }
823
824 /*
825  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
826  *
827  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
828  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
829  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
830  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
831  *
832  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
833  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
834  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
835  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
836  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
837  *
838  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
839  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
840  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
841  * implemented.
842  */
843 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
844                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
845 {
846         long val = 0;
847         int cpu;
848
849         get_online_cpus();
850         for_each_online_cpu(cpu)
851                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
852 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
853         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
854         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
855         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
856 #endif
857         put_online_cpus();
858         return val;
859 }
860
861 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
862                                          bool charge)
863 {
864         int val = (charge) ? 1 : -1;
865         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
866 }
867
868 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
869                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
870 {
871         unsigned long val = 0;
872         int cpu;
873
874         for_each_online_cpu(cpu)
875                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
876 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
877         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
878         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
879         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
880 #endif
881         return val;
882 }
883
884 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
885                                          bool anon, int nr_pages)
886 {
887         preempt_disable();
888
889         /*
890          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
891          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
892          */
893         if (anon)
894                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
895                                 nr_pages);
896         else
897                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
898                                 nr_pages);
899
900         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
901         if (nr_pages > 0)
902                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
903         else {
904                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
905                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
906         }
907
908         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
909
910         preempt_enable();
911 }
912
913 unsigned long
914 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
915 {
916         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
917
918         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
919         return mz->lru_size[lru];
920 }
921
922 static unsigned long
923 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
924                         unsigned int lru_mask)
925 {
926         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
927         enum lru_list lru;
928         unsigned long ret = 0;
929
930         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
931
932         for_each_lru(lru) {
933                 if (BIT(lru) & lru_mask)
934                         ret += mz->lru_size[lru];
935         }
936         return ret;
937 }
938
939 static unsigned long
940 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
941                         int nid, unsigned int lru_mask)
942 {
943         u64 total = 0;
944         int zid;
945
946         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
947                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
948                                                 nid, zid, lru_mask);
949
950         return total;
951 }
952
953 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
954                         unsigned int lru_mask)
955 {
956         int nid;
957         u64 total = 0;
958
959         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
960                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
961         return total;
962 }
963
964 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
965                                        enum mem_cgroup_events_target target)
966 {
967         unsigned long val, next;
968
969         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
970         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
971         /* from time_after() in jiffies.h */
972         if ((long)next - (long)val < 0) {
973                 switch (target) {
974                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
975                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
976                         break;
977                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
978                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
979                         break;
980                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
981                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
982                         break;
983                 default:
984                         break;
985                 }
986                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
987                 return true;
988         }
989         return false;
990 }
991
992 /*
993  * Check events in order.
994  *
995  */
996 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
997 {
998         preempt_disable();
999         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
1000         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1001                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
1002                 bool do_softlimit;
1003                 bool do_numainfo __maybe_unused;
1004
1005                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1006                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
1007 #if MAX_NUMNODES > 1
1008                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
1009                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
1010 #endif
1011                 preempt_enable();
1012
1013                 mem_cgroup_threshold(memcg);
1014                 if (unlikely(do_softlimit))
1015                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
1016 #if MAX_NUMNODES > 1
1017                 if (unlikely(do_numainfo))
1018                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1019 #endif
1020         } else
1021                 preempt_enable();
1022 }
1023
1024 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1025 {
1026         return mem_cgroup_from_css(
1027                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1028 }
1029
1030 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1031 {
1032         /*
1033          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1034          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1035          * So this can be called with p == NULL.
1036          */
1037         if (unlikely(!p))
1038                 return NULL;
1039
1040         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1041 }
1042
1043 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1044 {
1045         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1046
1047         if (!mm)
1048                 return NULL;
1049         /*
1050          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1051          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1052          * pessimistic (rather than adding locks here).
1053          */
1054         rcu_read_lock();
1055         do {
1056                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1057                 if (unlikely(!memcg))
1058                         break;
1059         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1060         rcu_read_unlock();
1061         return memcg;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1066  * @root: hierarchy root
1067  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1068  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1069  *
1070  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1071  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1072  *
1073  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1074  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1075  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1076  *
1077  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1078  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1079  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1080  */
1081 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1082                                    struct mem_cgroup *prev,
1083                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1084 {
1085         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1086         int id = 0;
1087
1088         if (mem_cgroup_disabled())
1089                 return NULL;
1090
1091         if (!root)
1092                 root = root_mem_cgroup;
1093
1094         if (prev && !reclaim)
1095                 id = css_id(&prev->css);
1096
1097         if (prev && prev != root)
1098                 css_put(&prev->css);
1099
1100         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1101                 if (prev)
1102                         return NULL;
1103                 return root;
1104         }
1105
1106         while (!memcg) {
1107                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1108                 struct cgroup_subsys_state *css;
1109
1110                 if (reclaim) {
1111                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1112                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1113                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1114
1115                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1116                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1117                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1118                                 return NULL;
1119                         id = iter->position;
1120                 }
1121
1122                 rcu_read_lock();
1123                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1124                 if (css) {
1125                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1126                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1127                 } else
1128                         id = 0;
1129                 rcu_read_unlock();
1130
1131                 if (reclaim) {
1132                         iter->position = id;
1133                         if (!css)
1134                                 iter->generation++;
1135                         else if (!prev && memcg)
1136                                 reclaim->generation = iter->generation;
1137                 }
1138
1139                 if (prev && !css)
1140                         return NULL;
1141         }
1142         return memcg;
1143 }
1144
1145 /**
1146  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1147  * @root: hierarchy root
1148  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1149  */
1150 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1151                            struct mem_cgroup *prev)
1152 {
1153         if (!root)
1154                 root = root_mem_cgroup;
1155         if (prev && prev != root)
1156                 css_put(&prev->css);
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1161  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1162  * be used for reference counting.
1163  */
1164 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1165         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1166              iter != NULL;                              \
1167              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1168
1169 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1170         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1171              iter != NULL;                              \
1172              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1173
1174 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1175 {
1176         struct mem_cgroup *memcg;
1177
1178         rcu_read_lock();
1179         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1180         if (unlikely(!memcg))
1181                 goto out;
1182
1183         switch (idx) {
1184         case PGFAULT:
1185                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1186                 break;
1187         case PGMAJFAULT:
1188                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1189                 break;
1190         default:
1191                 BUG();
1192         }
1193 out:
1194         rcu_read_unlock();
1195 }
1196 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1197
1198 /**
1199  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1200  * @zone: zone of the wanted lruvec
1201  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1202  *
1203  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1204  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1205  * is disabled.
1206  */
1207 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1208                                       struct mem_cgroup *memcg)
1209 {
1210         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1211         struct lruvec *lruvec;
1212
1213         if (mem_cgroup_disabled()) {
1214                 lruvec = &zone->lruvec;
1215                 goto out;
1216         }
1217
1218         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1219         lruvec = &mz->lruvec;
1220 out:
1221         /*
1222          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1223          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1224          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1225          */
1226         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1227                 lruvec->zone = zone;
1228         return lruvec;
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1233  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1234  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1235  *
1236  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1237  * 1. charge
1238  * 2. moving account
1239  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1240  * It is added to LRU before charge.
1241  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1242  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1243  */
1244
1245 /**
1246  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1247  * @page: the page
1248  * @zone: zone of the page
1249  */
1250 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1251 {
1252         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1253         struct mem_cgroup *memcg;
1254         struct page_cgroup *pc;
1255         struct lruvec *lruvec;
1256
1257         if (mem_cgroup_disabled()) {
1258                 lruvec = &zone->lruvec;
1259                 goto out;
1260         }
1261
1262         pc = lookup_page_cgroup(page);
1263         memcg = pc->mem_cgroup;
1264
1265         /*
1266          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1267          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1268          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1269          *
1270          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1271          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1272          * of pc->mem_cgroup safe.
1273          */
1274         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1275                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1276
1277         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1278         lruvec = &mz->lruvec;
1279 out:
1280         /*
1281          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1282          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1283          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1284          */
1285         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1286                 lruvec->zone = zone;
1287         return lruvec;
1288 }
1289
1290 /**
1291  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1292  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1293  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1294  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1295  *
1296  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1297  * lru list.
1298  */
1299 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1300                                 int nr_pages)
1301 {
1302         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1303         unsigned long *lru_size;
1304
1305         if (mem_cgroup_disabled())
1306                 return;
1307
1308         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1309         lru_size = mz->lru_size + lru;
1310         *lru_size += nr_pages;
1311         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1316  * hierarchy subtree
1317  */
1318 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1319                                   struct mem_cgroup *memcg)
1320 {
1321         if (root_memcg == memcg)
1322                 return true;
1323         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1324                 return false;
1325         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1326 }
1327
1328 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1329                                        struct mem_cgroup *memcg)
1330 {
1331         bool ret;
1332
1333         rcu_read_lock();
1334         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1335         rcu_read_unlock();
1336         return ret;
1337 }
1338
1339 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1340 {
1341         int ret;
1342         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1343         struct task_struct *p;
1344
1345         p = find_lock_task_mm(task);
1346         if (p) {
1347                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1348                 task_unlock(p);
1349         } else {
1350                 /*
1351                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1352                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1353                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1354                  */
1355                 task_lock(task);
1356                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1357                 if (curr)
1358                         css_get(&curr->css);
1359                 task_unlock(task);
1360         }
1361         if (!curr)
1362                 return 0;
1363         /*
1364          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1365          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1366          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1367          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1368          */
1369         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1370         css_put(&curr->css);
1371         return ret;
1372 }
1373
1374 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1375 {
1376         unsigned long inactive_ratio;
1377         unsigned long inactive;
1378         unsigned long active;
1379         unsigned long gb;
1380
1381         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1382         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1383
1384         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1385         if (gb)
1386                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1387         else
1388                 inactive_ratio = 1;
1389
1390         return inactive * inactive_ratio < active;
1391 }
1392
1393 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1394 {
1395         unsigned long active;
1396         unsigned long inactive;
1397
1398         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1399         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1400
1401         return (active > inactive);
1402 }
1403
1404 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1405         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1406
1407 /**
1408  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1409  * @memcg: the memory cgroup
1410  *
1411  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1412  * pages.
1413  */
1414 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1415 {
1416         unsigned long long margin;
1417
1418         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1419         if (do_swap_account)
1420                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1421         return margin >> PAGE_SHIFT;
1422 }
1423
1424 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1425 {
1426         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1427
1428         /* root ? */
1429         if (cgrp->parent == NULL)
1430                 return vm_swappiness;
1431
1432         return memcg->swappiness;
1433 }
1434
1435 /*
1436  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1437  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1438  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1439  * rcu_read_lock(), like this:
1440  *
1441  *         CPU-A                                    CPU-B
1442  *                                              rcu_read_lock()
1443  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1444  *                                                   take heavy locks.
1445  *         synchronize_rcu()                    update something.
1446  *                                              rcu_read_unlock()
1447  *         start move here.
1448  */
1449
1450 /* for quick checking without looking up memcg */
1451 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1452
1453 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1454 {
1455         atomic_inc(&memcg_moving);
1456         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1457         synchronize_rcu();
1458 }
1459
1460 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1461 {
1462         /*
1463          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1464          * We check NULL in callee rather than caller.
1465          */
1466         if (memcg) {
1467                 atomic_dec(&memcg_moving);
1468                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1469         }
1470 }
1471
1472 /*
1473  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1474  *
1475  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1476  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1477  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1478  *
1479  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1480  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1481  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1482  */
1483
1484 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1485 {
1486         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1487         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1488 }
1489
1490 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1491 {
1492         struct mem_cgroup *from;
1493         struct mem_cgroup *to;
1494         bool ret = false;
1495         /*
1496          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1497          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1498          */
1499         spin_lock(&mc.lock);
1500         from = mc.from;
1501         to = mc.to;
1502         if (!from)
1503                 goto unlock;
1504
1505         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1506                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1507 unlock:
1508         spin_unlock(&mc.lock);
1509         return ret;
1510 }
1511
1512 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1513 {
1514         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1515                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1516                         DEFINE_WAIT(wait);
1517                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1518                         /* moving charge context might have finished. */
1519                         if (mc.moving_task)
1520                                 schedule();
1521                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1522                         return true;
1523                 }
1524         }
1525         return false;
1526 }
1527
1528 /*
1529  * Take this lock when
1530  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1531  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1532  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1533  */
1534 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1535                                   unsigned long *flags)
1536 {
1537         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1538 }
1539
1540 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1541                                 unsigned long *flags)
1542 {
1543         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1544 }
1545
1546 #define K(x) ((x) << (PAGE_SHIFT-10))
1547 /**
1548  * mem_cgroup_print_oom_info: Print OOM information relevant to memory controller.
1549  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1550  * @p: Task that is going to be killed
1551  *
1552  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1553  * enabled
1554  */
1555 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1556 {
1557         struct cgroup *task_cgrp;
1558         struct cgroup *mem_cgrp;
1559         /*
1560          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1561          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1562          * If this assumption is broken, revisit this code.
1563          */
1564         static char memcg_name[PATH_MAX];
1565         int ret;
1566         struct mem_cgroup *iter;
1567         unsigned int i;
1568
1569         if (!p)
1570                 return;
1571
1572         rcu_read_lock();
1573
1574         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1575         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1576
1577         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1578         if (ret < 0) {
1579                 /*
1580                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1581                  * But we'll still print out the usage information
1582                  */
1583                 rcu_read_unlock();
1584                 goto done;
1585         }
1586         rcu_read_unlock();
1587
1588         pr_info("Task in %s killed", memcg_name);
1589
1590         rcu_read_lock();
1591         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1592         if (ret < 0) {
1593                 rcu_read_unlock();
1594                 goto done;
1595         }
1596         rcu_read_unlock();
1597
1598         /*
1599          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1600          */
1601         pr_cont(" as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1602 done:
1603
1604         pr_info("memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1605                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1606                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1607                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1608         pr_info("memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1609                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1610                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1611                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1612         pr_info("kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1613                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1614                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1615                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1616
1617         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1618                 pr_info("Memory cgroup stats");
1619
1620                 rcu_read_lock();
1621                 ret = cgroup_path(iter->css.cgroup, memcg_name, PATH_MAX);
1622                 if (!ret)
1623                         pr_cont(" for %s", memcg_name);
1624                 rcu_read_unlock();
1625                 pr_cont(":");
1626
1627                 for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
1628                         if (i == MEM_CGROUP_STAT_SWAP && !do_swap_account)
1629                                 continue;
1630                         pr_cont(" %s:%ldKB", mem_cgroup_stat_names[i],
1631                                 K(mem_cgroup_read_stat(iter, i)));
1632                 }
1633
1634                 for (i = 0; i < NR_LRU_LISTS; i++)
1635                         pr_cont(" %s:%luKB", mem_cgroup_lru_names[i],
1636                                 K(mem_cgroup_nr_lru_pages(iter, BIT(i))));
1637
1638                 pr_cont("\n");
1639         }
1640 }
1641
1642 /*
1643  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1644  * 1(self count) if no children.
1645  */
1646 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1647 {
1648         int num = 0;
1649         struct mem_cgroup *iter;
1650
1651         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1652                 num++;
1653         return num;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1658  */
1659 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1660 {
1661         u64 limit;
1662
1663         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1664
1665         /*
1666          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1667          */
1668         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1669                 u64 memsw;
1670
1671                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1672                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1673
1674                 /*
1675                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1676                  * available to this memcg, return that limit.
1677                  */
1678                 limit = min(limit, memsw);
1679         }
1680
1681         return limit;
1682 }
1683
1684 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1685                                      int order)
1686 {
1687         struct mem_cgroup *iter;
1688         unsigned long chosen_points = 0;
1689         unsigned long totalpages;
1690         unsigned int points = 0;
1691         struct task_struct *chosen = NULL;
1692
1693         /*
1694          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1695          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1696          * its memory.
1697          */
1698         if (fatal_signal_pending(current)) {
1699                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1700                 return;
1701         }
1702
1703         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1704         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1705         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1706                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1707                 struct cgroup_iter it;
1708                 struct task_struct *task;
1709
1710                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1711                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1712                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1713                                                         false)) {
1714                         case OOM_SCAN_SELECT:
1715                                 if (chosen)
1716                                         put_task_struct(chosen);
1717                                 chosen = task;
1718                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1719                                 get_task_struct(chosen);
1720                                 /* fall through */
1721                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1722                                 continue;
1723                         case OOM_SCAN_ABORT:
1724                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1725                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1726                                 if (chosen)
1727                                         put_task_struct(chosen);
1728                                 return;
1729                         case OOM_SCAN_OK:
1730                                 break;
1731                         };
1732                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1733                         if (points > chosen_points) {
1734                                 if (chosen)
1735                                         put_task_struct(chosen);
1736                                 chosen = task;
1737                                 chosen_points = points;
1738                                 get_task_struct(chosen);
1739                         }
1740                 }
1741                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1742         }
1743
1744         if (!chosen)
1745                 return;
1746         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1747         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1748                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1749 }
1750
1751 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1752                                         gfp_t gfp_mask,
1753                                         unsigned long flags)
1754 {
1755         unsigned long total = 0;
1756         bool noswap = false;
1757         int loop;
1758
1759         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1760                 noswap = true;
1761         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1762                 noswap = true;
1763
1764         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1765                 if (loop)
1766                         drain_all_stock_async(memcg);
1767                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1768                 /*
1769                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1770                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1771                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1772                  */
1773                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1774                         break;
1775                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1776                         break;
1777                 /*
1778                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1779                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1780                  */
1781                 if (loop && !total)
1782                         break;
1783         }
1784         return total;
1785 }
1786
1787 /**
1788  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1789  * @memcg: the target memcg
1790  * @nid: the node ID to be checked.
1791  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1792  *
1793  * This function returns whether the specified memcg contains any
1794  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1795  * pages in the node.
1796  */
1797 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1798                 int nid, bool noswap)
1799 {
1800         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1801                 return true;
1802         if (noswap || !total_swap_pages)
1803                 return false;
1804         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1805                 return true;
1806         return false;
1807
1808 }
1809 #if MAX_NUMNODES > 1
1810
1811 /*
1812  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1813  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1814  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1815  *
1816  */
1817 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1818 {
1819         int nid;
1820         /*
1821          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1822          * pagein/pageout changes since the last update.
1823          */
1824         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1825                 return;
1826         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1827                 return;
1828
1829         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1830         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1831
1832         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1833
1834                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1835                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1836         }
1837
1838         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1839         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1840 }
1841
1842 /*
1843  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1844  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1845  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1846  *
1847  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1848  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1849  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1850  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1851  *
1852  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1853  */
1854 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1855 {
1856         int node;
1857
1858         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1859         node = memcg->last_scanned_node;
1860
1861         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1862         if (node == MAX_NUMNODES)
1863                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1864         /*
1865          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1866          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1867          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1868          * we use curret node.
1869          */
1870         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1871                 node = numa_node_id();
1872
1873         memcg->last_scanned_node = node;
1874         return node;
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1879  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1880  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1881  * enough new information. We need to do double check.
1882  */
1883 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1884 {
1885         int nid;
1886
1887         /*
1888          * quick check...making use of scan_node.
1889          * We can skip unused nodes.
1890          */
1891         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1892                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1893                      nid < MAX_NUMNODES;
1894                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1895
1896                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1897                                 return true;
1898                 }
1899         }
1900         /*
1901          * Check rest of nodes.
1902          */
1903         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1904                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1905                         continue;
1906                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1907                         return true;
1908         }
1909         return false;
1910 }
1911
1912 #else
1913 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1914 {
1915         return 0;
1916 }
1917
1918 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1919 {
1920         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1921 }
1922 #endif
1923
1924 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1925                                    struct zone *zone,
1926                                    gfp_t gfp_mask,
1927                                    unsigned long *total_scanned)
1928 {
1929         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1930         int total = 0;
1931         int loop = 0;
1932         unsigned long excess;
1933         unsigned long nr_scanned;
1934         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1935                 .zone = zone,
1936                 .priority = 0,
1937         };
1938
1939         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1940
1941         while (1) {
1942                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1943                 if (!victim) {
1944                         loop++;
1945                         if (loop >= 2) {
1946                                 /*
1947                                  * If we have not been able to reclaim
1948                                  * anything, it might because there are
1949                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1950                                  */
1951                                 if (!total)
1952                                         break;
1953                                 /*
1954                                  * We want to do more targeted reclaim.
1955                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1956                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1957                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1958                                  */
1959                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1960                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1961                                         break;
1962                         }
1963                         continue;
1964                 }
1965                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1966                         continue;
1967                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1968                                                      zone, &nr_scanned);
1969                 *total_scanned += nr_scanned;
1970                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1971                         break;
1972         }
1973         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1974         return total;
1975 }
1976
1977 /*
1978  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1979  * If someone is running, return false.
1980  * Has to be called with memcg_oom_lock
1981  */
1982 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1983 {
1984         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1985
1986         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1987                 if (iter->oom_lock) {
1988                         /*
1989                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1990                          * so we cannot give a lock.
1991                          */
1992                         failed = iter;
1993                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1994                         break;
1995                 } else
1996                         iter->oom_lock = true;
1997         }
1998
1999         if (!failed)
2000                 return true;
2001
2002         /*
2003          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
2004          * what we set up to the failing subtree
2005          */
2006         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
2007                 if (iter == failed) {
2008                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
2009                         break;
2010                 }
2011                 iter->oom_lock = false;
2012         }
2013         return false;
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Has to be called with memcg_oom_lock
2018  */
2019 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
2020 {
2021         struct mem_cgroup *iter;
2022
2023         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2024                 iter->oom_lock = false;
2025         return 0;
2026 }
2027
2028 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2029 {
2030         struct mem_cgroup *iter;
2031
2032         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2033                 atomic_inc(&iter->under_oom);
2034 }
2035
2036 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2037 {
2038         struct mem_cgroup *iter;
2039
2040         /*
2041          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
2042          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
2043          * atomic_add_unless() here.
2044          */
2045         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2046                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2047 }
2048
2049 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2050 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2051
2052 struct oom_wait_info {
2053         struct mem_cgroup *memcg;
2054         wait_queue_t    wait;
2055 };
2056
2057 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2058         unsigned mode, int sync, void *arg)
2059 {
2060         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2061         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2062         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2063
2064         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2065         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2066
2067         /*
2068          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2069          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2070          */
2071         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2072                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2073                 return 0;
2074         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2075 }
2076
2077 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2078 {
2079         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2080         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2081 }
2082
2083 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2084 {
2085         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2086                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2087 }
2088
2089 /*
2090  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2091  */
2092 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2093                                   int order)
2094 {
2095         struct oom_wait_info owait;
2096         bool locked, need_to_kill;
2097
2098         owait.memcg = memcg;
2099         owait.wait.flags = 0;
2100         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2101         owait.wait.private = current;
2102         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2103         need_to_kill = true;
2104         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2105
2106         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2107         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2108         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2109         /*
2110          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2111          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2112          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2113          */
2114         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2115         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2116                 need_to_kill = false;
2117         if (locked)
2118                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2119         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2120
2121         if (need_to_kill) {
2122                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2123                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2124         } else {
2125                 schedule();
2126                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2127         }
2128         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2129         if (locked)
2130                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2131         memcg_wakeup_oom(memcg);
2132         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2133
2134         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2135
2136         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2137                 return false;
2138         /* Give chance to dying process */
2139         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2140         return true;
2141 }
2142
2143 /*
2144  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2145  * generalized to update other statistics as well.
2146  *
2147  * Notes: Race condition
2148  *
2149  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2150  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2151  * to do so _always_.
2152  *
2153  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2154  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2155  * are no race with "charge".
2156  *
2157  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2158  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2159  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2160  * by flags.
2161  *
2162  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2163  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2164  * If there is, we take a lock.
2165  */
2166
2167 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2168                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2169 {
2170         struct mem_cgroup *memcg;
2171         struct page_cgroup *pc;
2172
2173         pc = lookup_page_cgroup(page);
2174 again:
2175         memcg = pc->mem_cgroup;
2176         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2177                 return;
2178         /*
2179          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2180          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2181          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2182          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2183          */
2184         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2185                 return;
2186
2187         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2188         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2189                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2190                 goto again;
2191         }
2192         *locked = true;
2193 }
2194
2195 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2196 {
2197         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2198
2199         /*
2200          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2201          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2202          * should take move_lock_mem_cgroup().
2203          */
2204         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2205 }
2206
2207 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2208                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2209 {
2210         struct mem_cgroup *memcg;
2211         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2212         unsigned long uninitialized_var(flags);
2213
2214         if (mem_cgroup_disabled())
2215                 return;
2216
2217         memcg = pc->mem_cgroup;
2218         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2219                 return;
2220
2221         switch (idx) {
2222         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2223                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2224                 break;
2225         default:
2226                 BUG();
2227         }
2228
2229         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2230 }
2231
2232 /*
2233  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2234  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2235  */
2236 #define CHARGE_BATCH    32U
2237 struct memcg_stock_pcp {
2238         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2239         unsigned int nr_pages;
2240         struct work_struct work;
2241         unsigned long flags;
2242 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2243 };
2244 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2245 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2246
2247 /**
2248  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2249  * @memcg: memcg to consume from.
2250  * @nr_pages: how many pages to charge.
2251  *
2252  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2253  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2254  * service an allocation will refill the stock.
2255  *
2256  * returns true if successful, false otherwise.
2257  */
2258 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2259 {
2260         struct memcg_stock_pcp *stock;
2261         bool ret = true;
2262
2263         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2264                 return false;
2265
2266         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2267         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2268                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2269         else /* need to call res_counter_charge */
2270                 ret = false;
2271         put_cpu_var(memcg_stock);
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2277  */
2278 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2279 {
2280         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2281
2282         if (stock->nr_pages) {
2283                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2284
2285                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2286                 if (do_swap_account)
2287                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2288                 stock->nr_pages = 0;
2289         }
2290         stock->cached = NULL;
2291 }
2292
2293 /*
2294  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2295  * a thread which is pinned to local cpu.
2296  */
2297 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2298 {
2299         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2300         drain_stock(stock);
2301         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2302 }
2303
2304 /*
2305  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2306  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2307  */
2308 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2309 {
2310         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2311
2312         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2313                 drain_stock(stock);
2314                 stock->cached = memcg;
2315         }
2316         stock->nr_pages += nr_pages;
2317         put_cpu_var(memcg_stock);
2318 }
2319
2320 /*
2321  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2322  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2323  * until the work is done.
2324  */
2325 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2326 {
2327         int cpu, curcpu;
2328
2329         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2330         get_online_cpus();
2331         curcpu = get_cpu();
2332         for_each_online_cpu(cpu) {
2333                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2334                 struct mem_cgroup *memcg;
2335
2336                 memcg = stock->cached;
2337                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2338                         continue;
2339                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2340                         continue;
2341                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2342                         if (cpu == curcpu)
2343                                 drain_local_stock(&stock->work);
2344                         else
2345                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2346                 }
2347         }
2348         put_cpu();
2349
2350         if (!sync)
2351                 goto out;
2352
2353         for_each_online_cpu(cpu) {
2354                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2355                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2356                         flush_work(&stock->work);
2357         }
2358 out:
2359         put_online_cpus();
2360 }
2361
2362 /*
2363  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2364  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2365  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2366  * it.
2367  */
2368 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2369 {
2370         /*
2371          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2372          */
2373         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2374                 return;
2375         drain_all_stock(root_memcg, false);
2376         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2377 }
2378
2379 /* This is a synchronous drain interface. */
2380 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2381 {
2382         /* called when force_empty is called */
2383         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2384         drain_all_stock(root_memcg, true);
2385         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2386 }
2387
2388 /*
2389  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2390  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2391  */
2392 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2393 {
2394         int i;
2395
2396         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2397         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2398                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2399
2400                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2401                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2402         }
2403         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2404                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2405
2406                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2407                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2408         }
2409         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2410 }
2411
2412 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2413                                         unsigned long action,
2414                                         void *hcpu)
2415 {
2416         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2417         struct memcg_stock_pcp *stock;
2418         struct mem_cgroup *iter;
2419
2420         if (action == CPU_ONLINE)
2421                 return NOTIFY_OK;
2422
2423         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2424                 return NOTIFY_OK;
2425
2426         for_each_mem_cgroup(iter)
2427                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2428
2429         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2430         drain_stock(stock);
2431         return NOTIFY_OK;
2432 }
2433
2434
2435 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2436 enum {
2437         CHARGE_OK,              /* success */
2438         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2439         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2440         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2441         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2442 };
2443
2444 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2445                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2446                                 bool oom_check)
2447 {
2448         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2449         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2450         struct res_counter *fail_res;
2451         unsigned long flags = 0;
2452         int ret;
2453
2454         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2455
2456         if (likely(!ret)) {
2457                 if (!do_swap_account)
2458                         return CHARGE_OK;
2459                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2460                 if (likely(!ret))
2461                         return CHARGE_OK;
2462
2463                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2464                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2465                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2466         } else
2467                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2468         /*
2469          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2470          * single page instead.
2471          */
2472         if (nr_pages > min_pages)
2473                 return CHARGE_RETRY;
2474
2475         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2476                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2477
2478         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2479                 return CHARGE_NOMEM;
2480
2481         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2482         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2483                 return CHARGE_RETRY;
2484         /*
2485          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2486          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2487          * before killing the task.
2488          *
2489          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2490          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2491          * to regular pages anyway in case of failure.
2492          */
2493         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2494                 return CHARGE_RETRY;
2495
2496         /*
2497          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2498          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2499          */
2500         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2501                 return CHARGE_RETRY;
2502
2503         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2504         if (!oom_check)
2505                 return CHARGE_NOMEM;
2506         /* check OOM */
2507         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2508                 return CHARGE_OOM_DIE;
2509
2510         return CHARGE_RETRY;
2511 }
2512
2513 /*
2514  * __mem_cgroup_try_charge() does
2515  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2516  * 2. update res_counter
2517  * 3. call memory reclaim if necessary.
2518  *
2519  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2520  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2521  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2522  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2523  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2524  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2525  *
2526  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2527  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2528  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2529  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2530  *
2531  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2532  * the oom-killer can be invoked.
2533  */
2534 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2535                                    gfp_t gfp_mask,
2536                                    unsigned int nr_pages,
2537                                    struct mem_cgroup **ptr,
2538                                    bool oom)
2539 {
2540         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2541         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2542         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2543         int ret;
2544
2545         /*
2546          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2547          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2548          * MEMDIE process.
2549          */
2550         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2551                      || fatal_signal_pending(current)))
2552                 goto bypass;
2553
2554         /*
2555          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2556          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2557          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2558          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2559          */
2560         if (!*ptr && !mm)
2561                 *ptr = root_mem_cgroup;
2562 again:
2563         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2564                 memcg = *ptr;
2565                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2566                         goto done;
2567                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2568                         goto done;
2569                 css_get(&memcg->css);
2570         } else {
2571                 struct task_struct *p;
2572
2573                 rcu_read_lock();
2574                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2575                 /*
2576                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2577                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2578                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2579                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2580                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2581                  * small race, here.
2582                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2583                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2584                  */
2585                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2586                 if (!memcg)
2587                         memcg = root_mem_cgroup;
2588                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2589                         rcu_read_unlock();
2590                         goto done;
2591                 }
2592                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2593                         /*
2594                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2595                          * But considering how consume_stok works, it's not
2596                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2597                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2598                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2599                          * calling consume_stock().
2600                          */
2601                         rcu_read_unlock();
2602                         goto done;
2603                 }
2604                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2605                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2606                         rcu_read_unlock();
2607                         goto again;
2608                 }
2609                 rcu_read_unlock();
2610         }
2611
2612         do {
2613                 bool oom_check;
2614
2615                 /* If killed, bypass charge */
2616                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2617                         css_put(&memcg->css);
2618                         goto bypass;
2619                 }
2620
2621                 oom_check = false;
2622                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2623                         oom_check = true;
2624                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2625                 }
2626
2627                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2628                     oom_check);
2629                 switch (ret) {
2630                 case CHARGE_OK:
2631                         break;
2632                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2633                         batch = nr_pages;
2634                         css_put(&memcg->css);
2635                         memcg = NULL;
2636                         goto again;
2637                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2638                         css_put(&memcg->css);
2639                         goto nomem;
2640                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2641                         if (!oom) {
2642                                 css_put(&memcg->css);
2643                                 goto nomem;
2644                         }
2645                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2646                         nr_oom_retries--;
2647                         break;
2648                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2649                         css_put(&memcg->css);
2650                         goto bypass;
2651                 }
2652         } while (ret != CHARGE_OK);
2653
2654         if (batch > nr_pages)
2655                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2656         css_put(&memcg->css);
2657 done:
2658         *ptr = memcg;
2659         return 0;
2660 nomem:
2661         *ptr = NULL;
2662         return -ENOMEM;
2663 bypass:
2664         *ptr = root_mem_cgroup;
2665         return -EINTR;
2666 }
2667
2668 /*
2669  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2670  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2671  * gotten by try_charge().
2672  */
2673 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2674                                        unsigned int nr_pages)
2675 {
2676         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2677                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2678
2679                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2680                 if (do_swap_account)
2681                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2682         }
2683 }
2684
2685 /*
2686  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2687  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2688  */
2689 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2690                                         unsigned int nr_pages)
2691 {
2692         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2693
2694         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2695                 return;
2696
2697         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2698         if (do_swap_account)
2699                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2700                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2701 }
2702
2703 /*
2704  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2705  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2706  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2707  * called against removed memcg.)
2708  */
2709 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2710 {
2711         struct cgroup_subsys_state *css;
2712
2713         /* ID 0 is unused ID */
2714         if (!id)
2715                 return NULL;
2716         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2717         if (!css)
2718                 return NULL;
2719         return mem_cgroup_from_css(css);
2720 }
2721
2722 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2723 {
2724         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2725         struct page_cgroup *pc;
2726         unsigned short id;
2727         swp_entry_t ent;
2728
2729         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2730
2731         pc = lookup_page_cgroup(page);
2732         lock_page_cgroup(pc);
2733         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2734                 memcg = pc->mem_cgroup;
2735                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2736                         memcg = NULL;
2737         } else if (PageSwapCache(page)) {
2738                 ent.val = page_private(page);
2739                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2740                 rcu_read_lock();
2741                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2742                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2743                         memcg = NULL;
2744                 rcu_read_unlock();
2745         }
2746         unlock_page_cgroup(pc);
2747         return memcg;
2748 }
2749
2750 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2751                                        struct page *page,
2752                                        unsigned int nr_pages,
2753                                        enum charge_type ctype,
2754                                        bool lrucare)
2755 {
2756         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2757         struct zone *uninitialized_var(zone);
2758         struct lruvec *lruvec;
2759         bool was_on_lru = false;
2760         bool anon;
2761
2762         lock_page_cgroup(pc);
2763         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2764         /*
2765          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2766          * accessed by any other context at this point.
2767          */
2768
2769         /*
2770          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2771          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2772          */
2773         if (lrucare) {
2774                 zone = page_zone(page);
2775                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2776                 if (PageLRU(page)) {
2777                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2778                         ClearPageLRU(page);
2779                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2780                         was_on_lru = true;
2781                 }
2782         }
2783
2784         pc->mem_cgroup = memcg;
2785         /*
2786          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2787          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2788          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2789          * before USED bit, we need memory barrier here.
2790          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2791          */
2792         smp_wmb();
2793         SetPageCgroupUsed(pc);
2794
2795         if (lrucare) {
2796                 if (was_on_lru) {
2797                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2798                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2799                         SetPageLRU(page);
2800                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2801                 }
2802                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2803         }
2804
2805         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2806                 anon = true;
2807         else
2808                 anon = false;
2809
2810         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2811         unlock_page_cgroup(pc);
2812
2813         /*
2814          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2815          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2816          * if they exceeds softlimit.
2817          */
2818         memcg_check_events(memcg, page);
2819 }
2820
2821 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2822
2823 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2824 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2825 {
2826         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2827                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2828 }
2829
2830 /*
2831  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2832  * in the memcg_cache_params struct.
2833  */
2834 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2835 {
2836         struct kmem_cache *cachep;
2837
2838         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2839         cachep = p->root_cache;
2840         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2841 }
2842
2843 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2844 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2845                                         struct seq_file *m)
2846 {
2847         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2848         struct memcg_cache_params *params;
2849
2850         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2851                 return -EIO;
2852
2853         print_slabinfo_header(m);
2854
2855         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2856         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2857                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2858         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2859
2860         return 0;
2861 }
2862 #endif
2863
2864 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2865 {
2866         struct res_counter *fail_res;
2867         struct mem_cgroup *_memcg;
2868         int ret = 0;
2869         bool may_oom;
2870
2871         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2872         if (ret)
2873                 return ret;
2874
2875         /*
2876          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2877          * the same conditions tested by the core page allocator
2878          */
2879         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2880
2881         _memcg = memcg;
2882         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2883                                       &_memcg, may_oom);
2884
2885         if (ret == -EINTR)  {
2886                 /*
2887                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2888                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2889                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2890                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2891                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2892                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2893                  * our minds.
2894                  *
2895                  * This condition will only trigger if the task entered
2896                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2897                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2898                  * dying when the allocation triggers should have been already
2899                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2900                  */
2901                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2902                 if (do_swap_account)
2903                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2904                                                   &fail_res);
2905                 ret = 0;
2906         } else if (ret)
2907                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2908
2909         return ret;
2910 }
2911
2912 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2913 {
2914         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2915         if (do_swap_account)
2916                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2917
2918         /* Not down to 0 */
2919         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2920                 return;
2921
2922         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2923                 mem_cgroup_put(memcg);
2924 }
2925
2926 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2927 {
2928         if (!memcg)
2929                 return;
2930
2931         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2932         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2933         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2934 }
2935
2936 /*
2937  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2938  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2939  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2940  */
2941 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2942 {
2943         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2944 }
2945
2946 /*
2947  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2948  * operation, because that is its main call site.
2949  *
2950  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2951  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2952  */
2953 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2954 {
2955         int num, ret;
2956
2957         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2958                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2959         if (num < 0)
2960                 return num;
2961         /*
2962          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2963          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2964          * guarantees only one process will set the following boolean
2965          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2966          * by the set_limit_mutex anyway.
2967          */
2968         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2969
2970         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2971         if (ret) {
2972                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2973                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2974                 return ret;
2975         }
2976
2977         memcg->kmemcg_id = num;
2978         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2979         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2980         return 0;
2981 }
2982
2983 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2984 {
2985         ssize_t size;
2986         if (num_groups <= 0)
2987                 return 0;
2988
2989         size = 2 * num_groups;
2990         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2991                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2992         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2993                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2994
2995         return size;
2996 }
2997
2998 /*
2999  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
3000  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
3001  * calling this.
3002  */
3003 void memcg_update_array_size(int num)
3004 {
3005         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
3006                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
3007 }
3008
3009 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
3010 {
3011         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
3012
3013         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
3014
3015         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
3016                 int i;
3017                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
3018
3019                 size *= sizeof(void *);
3020                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
3021
3022                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3023                 if (!s->memcg_params) {
3024                         s->memcg_params = cur_params;
3025                         return -ENOMEM;
3026                 }
3027
3028                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3029
3030                 /*
3031                  * There is the chance it will be bigger than
3032                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
3033                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
3034                  * have a bigger array.
3035                  *
3036                  * But if that is the case, the data after
3037                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
3038                  */
3039                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3040                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
3041                                 continue;
3042                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
3043                                                 cur_params->memcg_caches[i];
3044                 }
3045
3046                 /*
3047                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3048                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3049                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3050                  *
3051                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3052                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3053                  * anyway.
3054                  */
3055                 kfree(cur_params);
3056         }
3057         return 0;
3058 }
3059
3060 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3061                          struct kmem_cache *root_cache)
3062 {
3063         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3064
3065         if (!memcg_kmem_enabled())
3066                 return 0;
3067
3068         if (!memcg)
3069                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3070
3071         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3072         if (!s->memcg_params)
3073                 return -ENOMEM;
3074
3075         if (memcg) {
3076                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3077                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3078         } else
3079                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3080
3081         return 0;
3082 }
3083
3084 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3085 {
3086         struct kmem_cache *root;
3087         struct mem_cgroup *memcg;
3088         int id;
3089
3090         /*
3091          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3092          * add any memcg.
3093          */
3094         if (!s->memcg_params)
3095                 return;
3096
3097         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3098                 goto out;
3099
3100         memcg = s->memcg_params->memcg;
3101         id  = memcg_cache_id(memcg);
3102
3103         root = s->memcg_params->root_cache;
3104         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3105         mem_cgroup_put(memcg);
3106
3107         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3108         list_del(&s->memcg_params->list);
3109         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3110
3111 out:
3112         kfree(s->memcg_params);
3113 }
3114
3115 /*
3116  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3117  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3118  * enqueing new caches to be created.
3119  *
3120  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3121  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3122  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3123  * objects during debug.
3124  *
3125  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3126  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3127  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3128  * cache again, failing at the same point.
3129  *
3130  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3131  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3132  * inside the following two functions.
3133  */
3134 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3135 {
3136         VM_BUG_ON(!current->mm);
3137         current->memcg_kmem_skip_account++;
3138 }
3139
3140 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3141 {
3142         VM_BUG_ON(!current->mm);
3143         current->memcg_kmem_skip_account--;
3144 }
3145
3146 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3147 {
3148         struct kmem_cache *cachep;
3149         struct memcg_cache_params *p;
3150
3151         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3152
3153         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3154
3155         /*
3156          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3157          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3158          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3159          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3160          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3161          *
3162          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3163          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3164          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3165          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3166          * destroy it.
3167          *
3168          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3169          * again
3170          */
3171         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3172                 kmem_cache_shrink(cachep);
3173                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3174                         return;
3175         } else
3176                 kmem_cache_destroy(cachep);
3177 }
3178
3179 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3180 {
3181         if (!cachep->memcg_params->dead)
3182                 return;
3183
3184         /*
3185          * There are many ways in which we can get here.
3186          *
3187          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3188          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3189          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3190          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3191          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3192          *
3193          * But we can also get here from the worker itself, if
3194          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3195          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3196          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3197          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3198          *
3199          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3200          * running if there is already work pending
3201          */
3202         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3203                 return;
3204         /*
3205          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3206          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3207          */
3208         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3209 }
3210
3211 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3212 {
3213         char *name;
3214         struct dentry *dentry;
3215
3216         rcu_read_lock();
3217         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3218         rcu_read_unlock();
3219
3220         BUG_ON(dentry == NULL);
3221
3222         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3223                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3224
3225         return name;
3226 }
3227
3228 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3229                                          struct kmem_cache *s)
3230 {
3231         char *name;
3232         struct kmem_cache *new;
3233
3234         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3235         if (!name)
3236                 return NULL;
3237
3238         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3239                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3240
3241         if (new)
3242                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3243
3244         kfree(name);
3245         return new;
3246 }
3247
3248 /*
3249  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3250  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3251  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3252  *
3253  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3254  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3255  */
3256 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3257 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3258                                                   struct kmem_cache *cachep)
3259 {
3260         struct kmem_cache *new_cachep;
3261         int idx;
3262
3263         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3264
3265         idx = memcg_cache_id(memcg);
3266
3267         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3268         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3269         if (new_cachep)
3270                 goto out;
3271
3272         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3273         if (new_cachep == NULL) {
3274                 new_cachep = cachep;
3275                 goto out;
3276         }
3277
3278         mem_cgroup_get(memcg);
3279         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3280
3281         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3282         /*
3283          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3284          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3285          */
3286         wmb();
3287 out:
3288         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3289         return new_cachep;
3290 }
3291
3292 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3293 {
3294         struct kmem_cache *c;
3295         int i;
3296
3297         if (!s->memcg_params)
3298                 return;
3299         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3300                 return;
3301
3302         /*
3303          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3304          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3305          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3306          *
3307          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3308          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3309          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3310          */
3311         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3312         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3313                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3314                 if (!c)
3315                         continue;
3316
3317                 /*
3318                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3319                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3320                  * proceed with destruction ourselves.
3321                  *
3322                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3323                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3324                  * the cache still have active pages until this very moment.
3325                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3326                  *
3327                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3328                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3329                  */
3330                 c->memcg_params->dead = false;
3331                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3332                 kmem_cache_destroy(c);
3333         }
3334         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3335 }
3336
3337 struct create_work {
3338         struct mem_cgroup *memcg;
3339         struct kmem_cache *cachep;
3340         struct work_struct work;
3341 };
3342
3343 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3344 {
3345         struct kmem_cache *cachep;
3346         struct memcg_cache_params *params;
3347
3348         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3349                 return;
3350
3351         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3352         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3353                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3354                 cachep->memcg_params->dead = true;
3355                 INIT_WORK(&cachep->memcg_params->destroy,
3356                                   kmem_cache_destroy_work_func);
3357                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3358         }
3359         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3360 }
3361
3362 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3363 {
3364         struct create_work *cw;
3365
3366         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3367         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3368         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3369         css_put(&cw->memcg->css);
3370         kfree(cw);
3371 }
3372
3373 /*
3374  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3375  * Called with rcu_read_lock.
3376  */
3377 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3378                                          struct kmem_cache *cachep)
3379 {
3380         struct create_work *cw;
3381
3382         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3383         if (cw == NULL)
3384                 return;
3385
3386         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3387         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3388                 kfree(cw);
3389                 return;
3390         }
3391
3392         cw->memcg = memcg;
3393         cw->cachep = cachep;
3394
3395         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3396         schedule_work(&cw->work);
3397 }
3398
3399 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3400                                        struct kmem_cache *cachep)
3401 {
3402         /*
3403          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3404          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3405          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3406          *
3407          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3408          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3409          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3410          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3411          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3412          */
3413         memcg_stop_kmem_account();
3414         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3415         memcg_resume_kmem_account();
3416 }
3417 /*
3418  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3419  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3420  *
3421  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3422  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3423  * in a workqueue.
3424  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3425  * the original cache.
3426  *
3427  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3428  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3429  */
3430 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3431                                           gfp_t gfp)
3432 {
3433         struct mem_cgroup *memcg;
3434         int idx;
3435
3436         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3437         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3438
3439         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3440                 return cachep;
3441
3442         rcu_read_lock();
3443         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3444         rcu_read_unlock();
3445
3446         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3447                 return cachep;
3448
3449         idx = memcg_cache_id(memcg);
3450
3451         /*
3452          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3453          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3454          */
3455         read_barrier_depends();
3456         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3457                 /*
3458                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3459                  * context), we could be be predictable and return right away.
3460                  * This would guarantee that the allocation being performed
3461                  * already belongs in the new cache.
3462                  *
3463                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3464                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3465                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3466                  * with the slab_mutex held.
3467                  *
3468                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3469                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3470                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3471                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3472                  * better to defer everything.
3473                  */
3474                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3475                 return cachep;
3476         }
3477
3478         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3479 }
3480 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3481
3482 /*
3483  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3484  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3485  * need a further commit step to do the final arrangements.
3486  *
3487  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3488  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3489  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3490  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3491  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3492  * the compiled-out case as well.
3493  *
3494  * Returning true means the allocation is possible.
3495  */
3496 bool
3497 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3498 {
3499         struct mem_cgroup *memcg;
3500         int ret;
3501
3502         *_memcg = NULL;
3503         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3504
3505         /*
3506          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3507          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3508          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3509          */
3510         if (unlikely(!memcg))
3511                 return true;
3512
3513         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3514                 css_put(&memcg->css);
3515                 return true;
3516         }
3517
3518         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3519         if (!ret)
3520                 *_memcg = memcg;
3521
3522         css_put(&memcg->css);
3523         return (ret == 0);
3524 }
3525
3526 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3527                               int order)
3528 {
3529         struct page_cgroup *pc;
3530
3531         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3532
3533         /* The page allocation failed. Revert */
3534         if (!page) {
3535                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3536                 return;
3537         }
3538
3539         pc = lookup_page_cgroup(page);
3540         lock_page_cgroup(pc);
3541         pc->mem_cgroup = memcg;
3542         SetPageCgroupUsed(pc);
3543         unlock_page_cgroup(pc);
3544 }
3545
3546 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3547 {
3548         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3549         struct page_cgroup *pc;
3550
3551
3552         pc = lookup_page_cgroup(page);
3553         /*
3554          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3555          * check again after locking.
3556          */
3557         if (!PageCgroupUsed(pc))
3558                 return;
3559
3560         lock_page_cgroup(pc);
3561         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3562                 memcg = pc->mem_cgroup;
3563                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3564         }
3565         unlock_page_cgroup(pc);
3566
3567         /*
3568          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
3569          * is a valid allocation
3570          */
3571         if (!memcg)
3572                 return;
3573
3574         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3575         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3576 }
3577 #else
3578 static inline void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3579 {
3580 }
3581 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
3582
3583 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
3584
3585 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
3586 /*
3587  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
3588  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
3589  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
3590  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
3591  */
3592 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
3593 {
3594         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
3595         struct page_cgroup *pc;
3596         int i;
3597
3598         if (mem_cgroup_disabled())
3599                 return;
3600         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
3601                 pc = head_pc + i;
3602                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
3603                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
3604                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
3605         }
3606 }
3607 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
3608
3609 /**
3610  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
3611  * @page: the page
3612  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
3613  * @pc: page_cgroup of the page.
3614  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
3615  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
3616  *
3617  * The caller must confirm following.
3618  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
3619  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
3620  *
3621  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
3622  * from old cgroup.
3623  */
3624 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
3625                                    unsigned int nr_pages,
3626                                    struct page_cgroup *pc,
3627                                    struct mem_cgroup *from,
3628                                    struct mem_cgroup *to)
3629 {
3630         unsigned long flags;
3631         int ret;
3632         bool anon = PageAnon(page);
3633
3634         VM_BUG_ON(from == to);
3635         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
3636         /*
3637          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
3638          * will not handle this page. But page splitting can happen.
3639          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
3640          * hold it.
3641          */
3642         ret = -EBUSY;
3643         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
3644                 goto out;
3645
3646         lock_page_cgroup(pc);
3647
3648         ret = -EINVAL;
3649         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
3650                 goto unlock;
3651
3652         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
3653
3654         if (!anon && page_mapped(page)) {
3655                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
3656                 preempt_disable();
3657                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3658                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
3659                 preempt_enable();
3660         }
3661         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
3662
3663         /* caller should have done css_get */
3664         pc->mem_cgroup = to;
3665         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
3666         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
3667         ret = 0;
3668 unlock:
3669         unlock_page_cgroup(pc);
3670         /*
3671          * check events
3672          */
3673         memcg_check_events(to, page);
3674         memcg_check_events(from, page);
3675 out:
3676         return ret;
3677 }
3678
3679 /**
3680  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
3681  * @page: the page to move
3682  * @pc: page_cgroup of the page
3683  * @child: page's cgroup
3684  *
3685  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
3686  * parent (aka use_hierarchy==0).
3687  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
3688  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
3689  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
3690  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
3691  * on the next attempt and the call should be retried later.
3692  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
3693  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
3694  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
3695  * LRU or vanish.
3696  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
3697  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
3698  * disappear in the next attempt.
3699  */
3700 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
3701                                   struct page_cgroup *pc,
3702                                   struct mem_cgroup *child)
3703 {
3704         struct mem_cgroup *parent;
3705         unsigned int nr_pages;
3706         unsigned long uninitialized_var(flags);
3707         int ret;
3708
3709         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3710
3711         ret = -EBUSY;
3712         if (!get_page_unless_zero(page))
3713                 goto out;
3714         if (isolate_lru_page(page))
3715                 goto put;
3716
3717         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3718
3719         parent = parent_mem_cgroup(child);
3720         /*
3721          * If no parent, move charges to root cgroup.
3722          */
3723         if (!parent)
3724                 parent = root_mem_cgroup;
3725
3726         if (nr_pages > 1) {
3727                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3728                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3729         }
3730
3731         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3732                                 pc, child, parent);
3733         if (!ret)
3734                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3735
3736         if (nr_pages > 1)
3737                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3738         putback_lru_page(page);
3739 put:
3740         put_page(page);
3741 out:
3742         return ret;
3743 }
3744
3745 /*
3746  * Charge the memory controller for page usage.
3747  * Return
3748  * 0 if the charge was successful
3749  * < 0 if the cgroup is over its limit
3750  */
3751 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3752                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3753 {
3754         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3755         unsigned int nr_pages = 1;
3756         bool oom = true;
3757         int ret;
3758
3759         if (PageTransHuge(page)) {
3760                 nr_pages <<= compound_order(page);
3761                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3762                 /*
3763                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3764                  * fault handler will fall back to regular pages.
3765                  */
3766                 oom = false;
3767         }
3768
3769         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3770         if (ret == -ENOMEM)
3771                 return ret;
3772         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3773         return 0;
3774 }
3775
3776 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3777                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3778 {
3779         if (mem_cgroup_disabled())
3780                 return 0;
3781         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3782         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3783         VM_BUG_ON(!mm);
3784         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3785                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3786 }
3787
3788 /*
3789  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3790  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3791  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3792  * "commit()" or removed by "cancel()"
3793  */
3794 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3795                                           struct page *page,
3796                                           gfp_t mask,
3797                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3798 {
3799         struct mem_cgroup *memcg;
3800         struct page_cgroup *pc;
3801         int ret;
3802
3803         pc = lookup_page_cgroup(page);
3804         /*
3805          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3806          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3807          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3808          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3809          * in turn serializes uncharging.
3810          */
3811         if (PageCgroupUsed(pc))
3812                 return 0;
3813         if (!do_swap_account)
3814                 goto charge_cur_mm;
3815         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3816         if (!memcg)
3817                 goto charge_cur_mm;
3818         *memcgp = memcg;
3819         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3820         css_put(&memcg->css);
3821         if (ret == -EINTR)
3822                 ret = 0;
3823         return ret;
3824 charge_cur_mm:
3825         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3826         if (ret == -EINTR)
3827                 ret = 0;
3828         return ret;
3829 }
3830
3831 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3832                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3833 {
3834         *memcgp = NULL;
3835         if (mem_cgroup_disabled())
3836                 return 0;
3837         /*
3838          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3839          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3840          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3841          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3842          */
3843         if (!PageSwapCache(page)) {
3844                 int ret;
3845
3846                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3847                 if (ret == -EINTR)
3848                         ret = 0;
3849                 return ret;
3850         }
3851         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3852 }
3853
3854 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3855 {
3856         if (mem_cgroup_disabled())
3857                 return;
3858         if (!memcg)
3859                 return;
3860         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3861 }
3862
3863 static void
3864 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3865                                         enum charge_type ctype)
3866 {
3867         if (mem_cgroup_disabled())
3868                 return;
3869         if (!memcg)
3870                 return;
3871
3872         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3873         /*
3874          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3875          * counted both as mem and swap....double count.
3876          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3877          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3878          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3879          */
3880         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3881                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3882                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3883         }
3884 }
3885
3886 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3887                                      struct mem_cgroup *memcg)
3888 {
3889         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3890                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3891 }
3892
3893 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3894                                 gfp_t gfp_mask)
3895 {
3896         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3897         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3898         int ret;
3899
3900         if (mem_cgroup_disabled())
3901                 return 0;
3902         if (PageCompound(page))
3903                 return 0;
3904
3905         if (!PageSwapCache(page))
3906                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3907         else { /* page is swapcache/shmem */
3908                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3909                                                      gfp_mask, &memcg);
3910                 if (!ret)
3911                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3912         }
3913         return ret;
3914 }
3915
3916 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3917                                    unsigned int nr_pages,
3918                                    const enum charge_type ctype)
3919 {
3920         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3921         bool uncharge_memsw = true;
3922
3923         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3924         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3925                 uncharge_memsw = false;
3926
3927         batch = &current->memcg_batch;
3928         /*
3929          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3930          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3931          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3932          */
3933         if (!batch->memcg)
3934                 batch->memcg = memcg;
3935         /*
3936          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3937          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3938          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3939          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3940          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3941          */
3942
3943         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3944                 goto direct_uncharge;
3945
3946         if (nr_pages > 1)
3947                 goto direct_uncharge;
3948
3949         /*
3950          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3951          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3952          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3953          */
3954         if (batch->memcg != memcg)
3955                 goto direct_uncharge;
3956         /* remember freed charge and uncharge it later */
3957         batch->nr_pages++;
3958         if (uncharge_memsw)
3959                 batch->memsw_nr_pages++;
3960         return;
3961 direct_uncharge:
3962         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3963         if (uncharge_memsw)
3964                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3965         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3966                 memcg_oom_recover(memcg);
3967 }
3968
3969 /*
3970  * uncharge if !page_mapped(page)
3971  */
3972 static struct mem_cgroup *
3973 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3974                              bool end_migration)
3975 {
3976         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3977         unsigned int nr_pages = 1;
3978         struct page_cgroup *pc;
3979         bool anon;
3980
3981         if (mem_cgroup_disabled())
3982                 return NULL;
3983
3984         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3985
3986         if (PageTransHuge(page)) {
3987                 nr_pages <<= compound_order(page);
3988                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3989         }
3990         /*
3991          * Check if our page_cgroup is valid
3992          */
3993         pc = lookup_page_cgroup(page);
3994         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3995                 return NULL;
3996
3997         lock_page_cgroup(pc);
3998
3999         memcg = pc->mem_cgroup;
4000
4001         if (!PageCgroupUsed(pc))
4002                 goto unlock_out;
4003
4004         anon = PageAnon(page);
4005
4006         switch (ctype) {
4007         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
4008                 /*
4009                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
4010                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
4011                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
4012                  */
4013                 anon = true;
4014                 /* fallthrough */
4015         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
4016                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
4017                 if (page_mapped(page))
4018                         goto unlock_out;
4019                 /*
4020                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
4021                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
4022                  * unused post-migration page and so it has to call
4023                  * here with the migration bit still set.  See the
4024                  * res_counter handling below.
4025                  */
4026                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
4027                         goto unlock_out;
4028                 break;
4029         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
4030                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
4031                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
4032                                 goto unlock_out;
4033                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
4034                                 goto unlock_out;
4035                 break;
4036         default:
4037                 break;
4038         }
4039
4040         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
4041
4042         ClearPageCgroupUsed(pc);
4043         /*
4044          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
4045          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
4046          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
4047          * special functions.
4048          */
4049
4050         unlock_page_cgroup(pc);
4051         /*
4052          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
4053          * will never be freed.
4054          */
4055         memcg_check_events(memcg, page);
4056         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
4057                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
4058                 mem_cgroup_get(memcg);
4059         }
4060         /*
4061          * Migration does not charge the res_counter for the
4062          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
4063          * page that is unused after the migration.
4064          */
4065         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
4066                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
4067
4068         return memcg;
4069
4070 unlock_out:
4071         unlock_page_cgroup(pc);
4072         return NULL;
4073 }
4074
4075 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
4076 {
4077         /* early check. */
4078         if (page_mapped(page))
4079                 return;
4080         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
4081         if (PageSwapCache(page))
4082                 return;
4083         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
4084 }
4085
4086 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
4087 {
4088         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
4089         VM_BUG_ON(page->mapping);
4090         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
4091 }
4092
4093 /*
4094  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
4095  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
4096  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
4097  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
4098  * This may be called prural(2) times in a context,
4099  */
4100
4101 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
4102 {
4103         current->memcg_batch.do_batch++;
4104         /* We can do nest. */
4105         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
4106                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
4107                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
4108                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
4109         }
4110 }
4111
4112 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
4113 {
4114         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
4115
4116         if (!batch->do_batch)
4117                 return;
4118