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