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