]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/memcontrol.c
memcg: fix kmemcg registration for late caches
[~shefty/rdma-dev.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
148         int position;
149         /* scan generation, increased every round-trip */
150         unsigned int generation;
151 };
152
153 /*
154  * per-zone information in memory controller.
155  */
156 struct mem_cgroup_per_zone {
157         struct lruvec           lruvec;
158         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
159
160         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
161
162         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
163         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
164                                                 /* the soft limit is exceeded*/
165         bool                    on_tree;
166         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
167                                                 /* use container_of        */
168 };
169
170 struct mem_cgroup_per_node {
171         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
172 };
173
174 struct mem_cgroup_lru_info {
175         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
176 };
177
178 /*
179  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
180  * their hierarchy representation
181  */
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
184         struct rb_root rb_root;
185         spinlock_t lock;
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree_per_node {
189         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_tree {
193         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
194 };
195
196 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
197
198 struct mem_cgroup_threshold {
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200         u64 threshold;
201 };
202
203 /* For threshold */
204 struct mem_cgroup_threshold_ary {
205         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
206         int current_threshold;
207         /* Size of entries[] */
208         unsigned int size;
209         /* Array of thresholds */
210         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
211 };
212
213 struct mem_cgroup_thresholds {
214         /* Primary thresholds array */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
216         /*
217          * Spare threshold array.
218          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
219          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
220          */
221         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
222 };
223
224 /* for OOM */
225 struct mem_cgroup_eventfd_list {
226         struct list_head list;
227         struct eventfd_ctx *eventfd;
228 };
229
230 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
232
233 /*
234  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
235  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
236  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
237  * to help the administrator determine what knobs to tune.
238  *
239  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
240  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
241  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
242  * a feature that will be implemented much later in the future.
243  */
244 struct mem_cgroup {
245         struct cgroup_subsys_state css;
246         /*
247          * the counter to account for memory usage
248          */
249         struct res_counter res;
250
251         union {
252                 /*
253                  * the counter to account for mem+swap usage.
254                  */
255                 struct res_counter memsw;
256
257                 /*
258                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
259                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
260                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
261                  * in a union with the res field, but res plays a much
262                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
263                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
264                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
265                  */
266                 struct rcu_head rcu_freeing;
267                 /*
268                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
269                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
270                  */
271                 struct work_struct work_freeing;
272         };
273
274         /*
275          * the counter to account for kernel memory usage.
276          */
277         struct res_counter kmem;
278         /*
279          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
280          * per zone LRU lists.
281          */
282         struct mem_cgroup_lru_info info;
283         int last_scanned_node;
284 #if MAX_NUMNODES > 1
285         nodemask_t      scan_nodes;
286         atomic_t        numainfo_events;
287         atomic_t        numainfo_updating;
288 #endif
289         /*
290          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
291          */
292         bool use_hierarchy;
293         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
294
295         bool            oom_lock;
296         atomic_t        under_oom;
297
298         atomic_t        refcnt;
299
300         int     swappiness;
301         /* OOM-Killer disable */
302         int             oom_kill_disable;
303
304         /* set when res.limit == memsw.limit */
305         bool            memsw_is_minimum;
306
307         /* protect arrays of thresholds */
308         struct mutex thresholds_lock;
309
310         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
311         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
312
313         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
314         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
315
316         /* For oom notifier event fd */
317         struct list_head oom_notify;
318
319         /*
320          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
321          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
322          */
323         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
324         /*
325          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
326          */
327         atomic_t        moving_account;
328         /* taken only while moving_account > 0 */
329         spinlock_t      move_lock;
330         /*
331          * percpu counter.
332          */
333         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
334         /*
335          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
336          * See mem_cgroup_read_stat().
337          */
338         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
339         spinlock_t pcp_counter_lock;
340
341 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
342         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
343 #endif
344 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
345         /* analogous to slab_common's slab_caches list. per-memcg */
346         struct list_head memcg_slab_caches;
347         /* Not a spinlock, we can take a lot of time walking the list */
348         struct mutex slab_caches_mutex;
349         /* Index in the kmem_cache->memcg_params->memcg_caches array */
350         int kmemcg_id;
351 #endif
352 };
353
354 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
355 enum {
356         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
357         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
358         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
359 };
360
361 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
362 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
363                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
364
365 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
366 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
367 {
368         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
369 }
370
371 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
372 {
373         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
374 }
375
376 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
377 {
378         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
379 }
380
381 static void memcg_kmem_clear_activated(struct mem_cgroup *memcg)
382 {
383         clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
384 }
385
386 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
387 {
388         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
389                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
390 }
391
392 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
393 {
394         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
395                                   &memcg->kmem_account_flags);
396 }
397 #endif
398
399 /* Stuffs for move charges at task migration. */
400 /*
401  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
402  * left-shifted bitmap of these types.
403  */
404 enum move_type {
405         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
406         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
407         NR_MOVE_TYPE,
408 };
409
410 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
411 static struct move_charge_struct {
412         spinlock_t        lock; /* for from, to */
413         struct mem_cgroup *from;
414         struct mem_cgroup *to;
415         unsigned long precharge;
416         unsigned long moved_charge;
417         unsigned long moved_swap;
418         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
419         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
420 } mc = {
421         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
422         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
423 };
424
425 static bool move_anon(void)
426 {
427         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
428                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
429 }
430
431 static bool move_file(void)
432 {
433         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
434                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
435 }
436
437 /*
438  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
439  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
440  */
441 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
442 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
443
444 enum charge_type {
445         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
446         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
447         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
448         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
449         NR_CHARGE_TYPE,
450 };
451
452 /* for encoding cft->private value on file */
453 enum res_type {
454         _MEM,
455         _MEMSWAP,
456         _OOM_TYPE,
457         _KMEM,
458 };
459
460 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
461 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
462 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
463 /* Used for OOM nofiier */
464 #define OOM_CONTROL             (0)
465
466 /*
467  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
468  */
469 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
470 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
471 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
472 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
473
474 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
475 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
476
477 static inline
478 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
479 {
480         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
481 }
482
483 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
484 {
485         return (memcg == root_mem_cgroup);
486 }
487
488 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
489 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
490
491 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
492 {
493         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
494                 struct mem_cgroup *memcg;
495                 struct cg_proto *cg_proto;
496
497                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
498
499                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
500                  * filled. It won't however, necessarily happen from
501                  * process context. So the test for root memcg given
502                  * the current task's memcg won't help us in this case.
503                  *
504                  * Respecting the original socket's memcg is a better
505                  * decision in this case.
506                  */
507                 if (sk->sk_cgrp) {
508                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
509                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
510                         return;
511                 }
512
513                 rcu_read_lock();
514                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
515                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
516                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
517                         mem_cgroup_get(memcg);
518                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
519                 }
520                 rcu_read_unlock();
521         }
522 }
523 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
524
525 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
526 {
527         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
528                 struct mem_cgroup *memcg;
529                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
530                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
531                 mem_cgroup_put(memcg);
532         }
533 }
534
535 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
536 {
537         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
538                 return NULL;
539
540         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
541 }
542 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
543
544 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
545 {
546         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
547                 return;
548         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
549 }
550 #else
551 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
552 {
553 }
554 #endif
555
556 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
557 /*
558  * This will be the memcg's index in each cache's ->memcg_params->memcg_caches.
559  * There are two main reasons for not using the css_id for this:
560  *  1) this works better in sparse environments, where we have a lot of memcgs,
561  *     but only a few kmem-limited. Or also, if we have, for instance, 200
562  *     memcgs, and none but the 200th is kmem-limited, we'd have to have a
563  *     200 entry array for that.
564  *
565  *  2) In order not to violate the cgroup API, we would like to do all memory
566  *     allocation in ->create(). At that point, we haven't yet allocated the
567  *     css_id. Having a separate index prevents us from messing with the cgroup
568  *     core for this
569  *
570  * The current size of the caches array is stored in
571  * memcg_limited_groups_array_size.  It will double each time we have to
572  * increase it.
573  */
574 static DEFINE_IDA(kmem_limited_groups);
575 int memcg_limited_groups_array_size;
576
577 /*
578  * MIN_SIZE is different than 1, because we would like to avoid going through
579  * the alloc/free process all the time. In a small machine, 4 kmem-limited
580  * cgroups is a reasonable guess. In the future, it could be a parameter or
581  * tunable, but that is strictly not necessary.
582  *
583  * MAX_SIZE should be as large as the number of css_ids. Ideally, we could get
584  * this constant directly from cgroup, but it is understandable that this is
585  * better kept as an internal representation in cgroup.c. In any case, the
586  * css_id space is not getting any smaller, and we don't have to necessarily
587  * increase ours as well if it increases.
588  */
589 #define MEMCG_CACHES_MIN_SIZE 4
590 #define MEMCG_CACHES_MAX_SIZE 65535
591
592 /*
593  * A lot of the calls to the cache allocation functions are expected to be
594  * inlined by the compiler. Since the calls to memcg_kmem_get_cache are
595  * conditional to this static branch, we'll have to allow modules that does
596  * kmem_cache_alloc and the such to see this symbol as well
597  */
598 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
599 EXPORT_SYMBOL(memcg_kmem_enabled_key);
600
601 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
602 {
603         if (memcg_kmem_is_active(memcg)) {
604                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
605                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, memcg->kmemcg_id);
606         }
607         /*
608          * This check can't live in kmem destruction function,
609          * since the charges will outlive the cgroup
610          */
611         WARN_ON(res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) != 0);
612 }
613 #else
614 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
615 {
616 }
617 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
618
619 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
620 {
621         disarm_sock_keys(memcg);
622         disarm_kmem_keys(memcg);
623 }
624
625 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
626
627 static struct mem_cgroup_per_zone *
628 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
629 {
630         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
631 }
632
633 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
634 {
635         return &memcg->css;
636 }
637
638 static struct mem_cgroup_per_zone *
639 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
640 {
641         int nid = page_to_nid(page);
642         int zid = page_zonenum(page);
643
644         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
645 }
646
647 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
648 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
649 {
650         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
651 }
652
653 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
654 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
655 {
656         int nid = page_to_nid(page);
657         int zid = page_zonenum(page);
658
659         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
660 }
661
662 static void
663 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
664                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
665                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
666                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
667 {
668         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
669         struct rb_node *parent = NULL;
670         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
671
672         if (mz->on_tree)
673                 return;
674
675         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
676         if (!mz->usage_in_excess)
677                 return;
678         while (*p) {
679                 parent = *p;
680                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
681                                         tree_node);
682                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
683                         p = &(*p)->rb_left;
684                 /*
685                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
686                  * limit by the same amount
687                  */
688                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
689                         p = &(*p)->rb_right;
690         }
691         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
692         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
693         mz->on_tree = true;
694 }
695
696 static void
697 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
698                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
699                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
700 {
701         if (!mz->on_tree)
702                 return;
703         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
704         mz->on_tree = false;
705 }
706
707 static void
708 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
709                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
710                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
711 {
712         spin_lock(&mctz->lock);
713         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
714         spin_unlock(&mctz->lock);
715 }
716
717
718 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
719 {
720         unsigned long long excess;
721         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
722         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
723         int nid = page_to_nid(page);
724         int zid = page_zonenum(page);
725         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
726
727         /*
728          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
729          * because their event counter is not touched.
730          */
731         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
732                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
733                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
734                 /*
735                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
736                  * mem is over its softlimit.
737                  */
738                 if (excess || mz->on_tree) {
739                         spin_lock(&mctz->lock);
740                         /* if on-tree, remove it */
741                         if (mz->on_tree)
742                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
743                         /*
744                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
745                          * If excess is 0, no tree ops.
746                          */
747                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
748                         spin_unlock(&mctz->lock);
749                 }
750         }
751 }
752
753 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
754 {
755         int node, zone;
756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
757         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
758
759         for_each_node(node) {
760                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
761                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
762                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
763                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
764                 }
765         }
766 }
767
768 static struct mem_cgroup_per_zone *
769 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
770 {
771         struct rb_node *rightmost = NULL;
772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
773
774 retry:
775         mz = NULL;
776         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
777         if (!rightmost)
778                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
779
780         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
781         /*
782          * Remove the node now but someone else can add it back,
783          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
784          * position in the tree.
785          */
786         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
787         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
788                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
789                 goto retry;
790 done:
791         return mz;
792 }
793
794 static struct mem_cgroup_per_zone *
795 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
796 {
797         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
798
799         spin_lock(&mctz->lock);
800         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
801         spin_unlock(&mctz->lock);
802         return mz;
803 }
804
805 /*
806  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
807  *
808  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
809  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
810  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
811  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
812  *
813  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
814  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
815  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
816  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
817  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
818  *
819  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
820  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
821  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
822  * implemented.
823  */
824 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
825                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
826 {
827         long val = 0;
828         int cpu;
829
830         get_online_cpus();
831         for_each_online_cpu(cpu)
832                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
833 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
834         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
835         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
836         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
837 #endif
838         put_online_cpus();
839         return val;
840 }
841
842 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
843                                          bool charge)
844 {
845         int val = (charge) ? 1 : -1;
846         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
847 }
848
849 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
850                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
851 {
852         unsigned long val = 0;
853         int cpu;
854
855         for_each_online_cpu(cpu)
856                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
857 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
858         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
859         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
860         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
861 #endif
862         return val;
863 }
864
865 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
866                                          bool anon, int nr_pages)
867 {
868         preempt_disable();
869
870         /*
871          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
872          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
873          */
874         if (anon)
875                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
876                                 nr_pages);
877         else
878                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
879                                 nr_pages);
880
881         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
882         if (nr_pages > 0)
883                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
884         else {
885                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
886                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
887         }
888
889         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
890
891         preempt_enable();
892 }
893
894 unsigned long
895 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
896 {
897         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
898
899         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
900         return mz->lru_size[lru];
901 }
902
903 static unsigned long
904 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
905                         unsigned int lru_mask)
906 {
907         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
908         enum lru_list lru;
909         unsigned long ret = 0;
910
911         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
912
913         for_each_lru(lru) {
914                 if (BIT(lru) & lru_mask)
915                         ret += mz->lru_size[lru];
916         }
917         return ret;
918 }
919
920 static unsigned long
921 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
922                         int nid, unsigned int lru_mask)
923 {
924         u64 total = 0;
925         int zid;
926
927         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
928                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
929                                                 nid, zid, lru_mask);
930
931         return total;
932 }
933
934 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
935                         unsigned int lru_mask)
936 {
937         int nid;
938         u64 total = 0;
939
940         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
941                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
942         return total;
943 }
944
945 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
946                                        enum mem_cgroup_events_target target)
947 {
948         unsigned long val, next;
949
950         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
951         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
952         /* from time_after() in jiffies.h */
953         if ((long)next - (long)val < 0) {
954                 switch (target) {
955                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
956                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
957                         break;
958                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
959                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
960                         break;
961                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
962                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
963                         break;
964                 default:
965                         break;
966                 }
967                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
968                 return true;
969         }
970         return false;
971 }
972
973 /*
974  * Check events in order.
975  *
976  */
977 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
978 {
979         preempt_disable();
980         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
981         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
982                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
983                 bool do_softlimit;
984                 bool do_numainfo __maybe_unused;
985
986                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
987                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
988 #if MAX_NUMNODES > 1
989                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
990                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
991 #endif
992                 preempt_enable();
993
994                 mem_cgroup_threshold(memcg);
995                 if (unlikely(do_softlimit))
996                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
997 #if MAX_NUMNODES > 1
998                 if (unlikely(do_numainfo))
999                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
1000 #endif
1001         } else
1002                 preempt_enable();
1003 }
1004
1005 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
1006 {
1007         return mem_cgroup_from_css(
1008                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
1009 }
1010
1011 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
1012 {
1013         /*
1014          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
1015          * if it races with swapoff, page migration, etc.
1016          * So this can be called with p == NULL.
1017          */
1018         if (unlikely(!p))
1019                 return NULL;
1020
1021         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
1022 }
1023
1024 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
1025 {
1026         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1027
1028         if (!mm)
1029                 return NULL;
1030         /*
1031          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
1032          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
1033          * pessimistic (rather than adding locks here).
1034          */
1035         rcu_read_lock();
1036         do {
1037                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1038                 if (unlikely(!memcg))
1039                         break;
1040         } while (!css_tryget(&memcg->css));
1041         rcu_read_unlock();
1042         return memcg;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
1047  * @root: hierarchy root
1048  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
1049  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
1050  *
1051  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
1052  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
1053  *
1054  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
1055  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
1056  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
1057  *
1058  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
1059  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
1060  * reclaimers operating on the same zone and priority.
1061  */
1062 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1063                                    struct mem_cgroup *prev,
1064                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1065 {
1066         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1067         int id = 0;
1068
1069         if (mem_cgroup_disabled())
1070                 return NULL;
1071
1072         if (!root)
1073                 root = root_mem_cgroup;
1074
1075         if (prev && !reclaim)
1076                 id = css_id(&prev->css);
1077
1078         if (prev && prev != root)
1079                 css_put(&prev->css);
1080
1081         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1082                 if (prev)
1083                         return NULL;
1084                 return root;
1085         }
1086
1087         while (!memcg) {
1088                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1089                 struct cgroup_subsys_state *css;
1090
1091                 if (reclaim) {
1092                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1093                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1094                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1095
1096                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1097                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1098                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1099                                 return NULL;
1100                         id = iter->position;
1101                 }
1102
1103                 rcu_read_lock();
1104                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1105                 if (css) {
1106                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1107                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1108                 } else
1109                         id = 0;
1110                 rcu_read_unlock();
1111
1112                 if (reclaim) {
1113                         iter->position = id;
1114                         if (!css)
1115                                 iter->generation++;
1116                         else if (!prev && memcg)
1117                                 reclaim->generation = iter->generation;
1118                 }
1119
1120                 if (prev && !css)
1121                         return NULL;
1122         }
1123         return memcg;
1124 }
1125
1126 /**
1127  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1128  * @root: hierarchy root
1129  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1130  */
1131 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1132                            struct mem_cgroup *prev)
1133 {
1134         if (!root)
1135                 root = root_mem_cgroup;
1136         if (prev && prev != root)
1137                 css_put(&prev->css);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1142  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1143  * be used for reference counting.
1144  */
1145 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1146         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1147              iter != NULL;                              \
1148              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1149
1150 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1151         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1152              iter != NULL;                              \
1153              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1154
1155 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1156 {
1157         struct mem_cgroup *memcg;
1158
1159         rcu_read_lock();
1160         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1161         if (unlikely(!memcg))
1162                 goto out;
1163
1164         switch (idx) {
1165         case PGFAULT:
1166                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1167                 break;
1168         case PGMAJFAULT:
1169                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1170                 break;
1171         default:
1172                 BUG();
1173         }
1174 out:
1175         rcu_read_unlock();
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1178
1179 /**
1180  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1181  * @zone: zone of the wanted lruvec
1182  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1183  *
1184  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1185  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1186  * is disabled.
1187  */
1188 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1189                                       struct mem_cgroup *memcg)
1190 {
1191         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1192         struct lruvec *lruvec;
1193
1194         if (mem_cgroup_disabled()) {
1195                 lruvec = &zone->lruvec;
1196                 goto out;
1197         }
1198
1199         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1200         lruvec = &mz->lruvec;
1201 out:
1202         /*
1203          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1204          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1205          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1206          */
1207         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1208                 lruvec->zone = zone;
1209         return lruvec;
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1214  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1215  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1216  *
1217  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1218  * 1. charge
1219  * 2. moving account
1220  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1221  * It is added to LRU before charge.
1222  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1223  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1224  */
1225
1226 /**
1227  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1228  * @page: the page
1229  * @zone: zone of the page
1230  */
1231 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1232 {
1233         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1234         struct mem_cgroup *memcg;
1235         struct page_cgroup *pc;
1236         struct lruvec *lruvec;
1237
1238         if (mem_cgroup_disabled()) {
1239                 lruvec = &zone->lruvec;
1240                 goto out;
1241         }
1242
1243         pc = lookup_page_cgroup(page);
1244         memcg = pc->mem_cgroup;
1245
1246         /*
1247          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1248          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1249          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1250          *
1251          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1252          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1253          * of pc->mem_cgroup safe.
1254          */
1255         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1256                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1257
1258         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1259         lruvec = &mz->lruvec;
1260 out:
1261         /*
1262          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1263          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1264          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1265          */
1266         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1267                 lruvec->zone = zone;
1268         return lruvec;
1269 }
1270
1271 /**
1272  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1273  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1274  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1275  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1276  *
1277  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1278  * lru list.
1279  */
1280 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1281                                 int nr_pages)
1282 {
1283         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1284         unsigned long *lru_size;
1285
1286         if (mem_cgroup_disabled())
1287                 return;
1288
1289         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1290         lru_size = mz->lru_size + lru;
1291         *lru_size += nr_pages;
1292         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1293 }
1294
1295 /*
1296  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1297  * hierarchy subtree
1298  */
1299 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1300                                   struct mem_cgroup *memcg)
1301 {
1302         if (root_memcg == memcg)
1303                 return true;
1304         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1305                 return false;
1306         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1307 }
1308
1309 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1310                                        struct mem_cgroup *memcg)
1311 {
1312         bool ret;
1313
1314         rcu_read_lock();
1315         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1316         rcu_read_unlock();
1317         return ret;
1318 }
1319
1320 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         int ret;
1323         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1324         struct task_struct *p;
1325
1326         p = find_lock_task_mm(task);
1327         if (p) {
1328                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1329                 task_unlock(p);
1330         } else {
1331                 /*
1332                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1333                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1334                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1335                  */
1336                 task_lock(task);
1337                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1338                 if (curr)
1339                         css_get(&curr->css);
1340                 task_unlock(task);
1341         }
1342         if (!curr)
1343                 return 0;
1344         /*
1345          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1346          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1347          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1348          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1349          */
1350         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1351         css_put(&curr->css);
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1356 {
1357         unsigned long inactive_ratio;
1358         unsigned long inactive;
1359         unsigned long active;
1360         unsigned long gb;
1361
1362         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1363         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1364
1365         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1366         if (gb)
1367                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1368         else
1369                 inactive_ratio = 1;
1370
1371         return inactive * inactive_ratio < active;
1372 }
1373
1374 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1375 {
1376         unsigned long active;
1377         unsigned long inactive;
1378
1379         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1380         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1381
1382         return (active > inactive);
1383 }
1384
1385 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1386         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1387
1388 /**
1389  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1390  * @memcg: the memory cgroup
1391  *
1392  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1393  * pages.
1394  */
1395 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1396 {
1397         unsigned long long margin;
1398
1399         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1400         if (do_swap_account)
1401                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1402         return margin >> PAGE_SHIFT;
1403 }
1404
1405 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1406 {
1407         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1408
1409         /* root ? */
1410         if (cgrp->parent == NULL)
1411                 return vm_swappiness;
1412
1413         return memcg->swappiness;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1418  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1419  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1420  * rcu_read_lock(), like this:
1421  *
1422  *         CPU-A                                    CPU-B
1423  *                                              rcu_read_lock()
1424  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1425  *                                                   take heavy locks.
1426  *         synchronize_rcu()                    update something.
1427  *                                              rcu_read_unlock()
1428  *         start move here.
1429  */
1430
1431 /* for quick checking without looking up memcg */
1432 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1433
1434 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         atomic_inc(&memcg_moving);
1437         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1438         synchronize_rcu();
1439 }
1440
1441 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1442 {
1443         /*
1444          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1445          * We check NULL in callee rather than caller.
1446          */
1447         if (memcg) {
1448                 atomic_dec(&memcg_moving);
1449                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1450         }
1451 }
1452
1453 /*
1454  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1455  *
1456  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1457  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1458  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1459  *
1460  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1461  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1462  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1463  */
1464
1465 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1466 {
1467         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1468         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1469 }
1470
1471 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1472 {
1473         struct mem_cgroup *from;
1474         struct mem_cgroup *to;
1475         bool ret = false;
1476         /*
1477          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1478          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1479          */
1480         spin_lock(&mc.lock);
1481         from = mc.from;
1482         to = mc.to;
1483         if (!from)
1484                 goto unlock;
1485
1486         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1487                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1488 unlock:
1489         spin_unlock(&mc.lock);
1490         return ret;
1491 }
1492
1493 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1494 {
1495         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1496                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1497                         DEFINE_WAIT(wait);
1498                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1499                         /* moving charge context might have finished. */
1500                         if (mc.moving_task)
1501                                 schedule();
1502                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1503                         return true;
1504                 }
1505         }
1506         return false;
1507 }
1508
1509 /*
1510  * Take this lock when
1511  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1512  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1513  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1514  */
1515 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1516                                   unsigned long *flags)
1517 {
1518         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1519 }
1520
1521 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1522                                 unsigned long *flags)
1523 {
1524         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1525 }
1526
1527 /**
1528  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1529  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1530  * @p: Task that is going to be killed
1531  *
1532  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1533  * enabled
1534  */
1535 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1536 {
1537         struct cgroup *task_cgrp;
1538         struct cgroup *mem_cgrp;
1539         /*
1540          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1541          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1542          * If this assumption is broken, revisit this code.
1543          */
1544         static char memcg_name[PATH_MAX];
1545         int ret;
1546
1547         if (!memcg || !p)
1548                 return;
1549
1550         rcu_read_lock();
1551
1552         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1553         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1554
1555         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1556         if (ret < 0) {
1557                 /*
1558                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1559                  * But we'll still print out the usage information
1560                  */
1561                 rcu_read_unlock();
1562                 goto done;
1563         }
1564         rcu_read_unlock();
1565
1566         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1567
1568         rcu_read_lock();
1569         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1570         if (ret < 0) {
1571                 rcu_read_unlock();
1572                 goto done;
1573         }
1574         rcu_read_unlock();
1575
1576         /*
1577          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1578          */
1579         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1580 done:
1581
1582         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1583                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1584                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1585                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1586         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1587                 "failcnt %llu\n",
1588                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1589                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1590                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1591         printk(KERN_INFO "kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1592                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1593                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1594                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1595 }
1596
1597 /*
1598  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1599  * 1(self count) if no children.
1600  */
1601 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1602 {
1603         int num = 0;
1604         struct mem_cgroup *iter;
1605
1606         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1607                 num++;
1608         return num;
1609 }
1610
1611 /*
1612  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1613  */
1614 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1615 {
1616         u64 limit;
1617
1618         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1619
1620         /*
1621          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1622          */
1623         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1624                 u64 memsw;
1625
1626                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1627                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1628
1629                 /*
1630                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1631                  * available to this memcg, return that limit.
1632                  */
1633                 limit = min(limit, memsw);
1634         }
1635
1636         return limit;
1637 }
1638
1639 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1640                                      int order)
1641 {
1642         struct mem_cgroup *iter;
1643         unsigned long chosen_points = 0;
1644         unsigned long totalpages;
1645         unsigned int points = 0;
1646         struct task_struct *chosen = NULL;
1647
1648         /*
1649          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1650          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1651          * its memory.
1652          */
1653         if (fatal_signal_pending(current)) {
1654                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1655                 return;
1656         }
1657
1658         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1659         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1660         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1661                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1662                 struct cgroup_iter it;
1663                 struct task_struct *task;
1664
1665                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1666                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1667                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1668                                                         false)) {
1669                         case OOM_SCAN_SELECT:
1670                                 if (chosen)
1671                                         put_task_struct(chosen);
1672                                 chosen = task;
1673                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1674                                 get_task_struct(chosen);
1675                                 /* fall through */
1676                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1677                                 continue;
1678                         case OOM_SCAN_ABORT:
1679                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1680                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1681                                 if (chosen)
1682                                         put_task_struct(chosen);
1683                                 return;
1684                         case OOM_SCAN_OK:
1685                                 break;
1686                         };
1687                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1688                         if (points > chosen_points) {
1689                                 if (chosen)
1690                                         put_task_struct(chosen);
1691                                 chosen = task;
1692                                 chosen_points = points;
1693                                 get_task_struct(chosen);
1694                         }
1695                 }
1696                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1697         }
1698
1699         if (!chosen)
1700                 return;
1701         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1702         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1703                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1704 }
1705
1706 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1707                                         gfp_t gfp_mask,
1708                                         unsigned long flags)
1709 {
1710         unsigned long total = 0;
1711         bool noswap = false;
1712         int loop;
1713
1714         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1715                 noswap = true;
1716         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1717                 noswap = true;
1718
1719         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1720                 if (loop)
1721                         drain_all_stock_async(memcg);
1722                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1723                 /*
1724                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1725                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1726                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1727                  */
1728                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1729                         break;
1730                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1731                         break;
1732                 /*
1733                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1734                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1735                  */
1736                 if (loop && !total)
1737                         break;
1738         }
1739         return total;
1740 }
1741
1742 /**
1743  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1744  * @memcg: the target memcg
1745  * @nid: the node ID to be checked.
1746  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1747  *
1748  * This function returns whether the specified memcg contains any
1749  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1750  * pages in the node.
1751  */
1752 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1753                 int nid, bool noswap)
1754 {
1755         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1756                 return true;
1757         if (noswap || !total_swap_pages)
1758                 return false;
1759         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1760                 return true;
1761         return false;
1762
1763 }
1764 #if MAX_NUMNODES > 1
1765
1766 /*
1767  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1768  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1769  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1770  *
1771  */
1772 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         int nid;
1775         /*
1776          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1777          * pagein/pageout changes since the last update.
1778          */
1779         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1780                 return;
1781         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1782                 return;
1783
1784         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1785         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1786
1787         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1788
1789                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1790                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1791         }
1792
1793         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1794         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1795 }
1796
1797 /*
1798  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1799  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1800  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1801  *
1802  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1803  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1804  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1805  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1806  *
1807  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1808  */
1809 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1810 {
1811         int node;
1812
1813         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1814         node = memcg->last_scanned_node;
1815
1816         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1817         if (node == MAX_NUMNODES)
1818                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1819         /*
1820          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1821          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1822          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1823          * we use curret node.
1824          */
1825         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1826                 node = numa_node_id();
1827
1828         memcg->last_scanned_node = node;
1829         return node;
1830 }
1831
1832 /*
1833  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1834  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1835  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1836  * enough new information. We need to do double check.
1837  */
1838 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1839 {
1840         int nid;
1841
1842         /*
1843          * quick check...making use of scan_node.
1844          * We can skip unused nodes.
1845          */
1846         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1847                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1848                      nid < MAX_NUMNODES;
1849                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1850
1851                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1852                                 return true;
1853                 }
1854         }
1855         /*
1856          * Check rest of nodes.
1857          */
1858         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1859                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1860                         continue;
1861                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1862                         return true;
1863         }
1864         return false;
1865 }
1866
1867 #else
1868 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1869 {
1870         return 0;
1871 }
1872
1873 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1874 {
1875         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1876 }
1877 #endif
1878
1879 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1880                                    struct zone *zone,
1881                                    gfp_t gfp_mask,
1882                                    unsigned long *total_scanned)
1883 {
1884         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1885         int total = 0;
1886         int loop = 0;
1887         unsigned long excess;
1888         unsigned long nr_scanned;
1889         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1890                 .zone = zone,
1891                 .priority = 0,
1892         };
1893
1894         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1895
1896         while (1) {
1897                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1898                 if (!victim) {
1899                         loop++;
1900                         if (loop >= 2) {
1901                                 /*
1902                                  * If we have not been able to reclaim
1903                                  * anything, it might because there are
1904                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1905                                  */
1906                                 if (!total)
1907                                         break;
1908                                 /*
1909                                  * We want to do more targeted reclaim.
1910                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1911                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1912                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1913                                  */
1914                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1915                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1916                                         break;
1917                         }
1918                         continue;
1919                 }
1920                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1921                         continue;
1922                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1923                                                      zone, &nr_scanned);
1924                 *total_scanned += nr_scanned;
1925                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1926                         break;
1927         }
1928         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1929         return total;
1930 }
1931
1932 /*
1933  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1934  * If someone is running, return false.
1935  * Has to be called with memcg_oom_lock
1936  */
1937 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1938 {
1939         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1940
1941         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1942                 if (iter->oom_lock) {
1943                         /*
1944                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1945                          * so we cannot give a lock.
1946                          */
1947                         failed = iter;
1948                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1949                         break;
1950                 } else
1951                         iter->oom_lock = true;
1952         }
1953
1954         if (!failed)
1955                 return true;
1956
1957         /*
1958          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1959          * what we set up to the failing subtree
1960          */
1961         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1962                 if (iter == failed) {
1963                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1964                         break;
1965                 }
1966                 iter->oom_lock = false;
1967         }
1968         return false;
1969 }
1970
1971 /*
1972  * Has to be called with memcg_oom_lock
1973  */
1974 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1975 {
1976         struct mem_cgroup *iter;
1977
1978         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1979                 iter->oom_lock = false;
1980         return 0;
1981 }
1982
1983 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1984 {
1985         struct mem_cgroup *iter;
1986
1987         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1988                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1989 }
1990
1991 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1992 {
1993         struct mem_cgroup *iter;
1994
1995         /*
1996          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1997          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1998          * atomic_add_unless() here.
1999          */
2000         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
2001                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
2002 }
2003
2004 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
2005 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
2006
2007 struct oom_wait_info {
2008         struct mem_cgroup *memcg;
2009         wait_queue_t    wait;
2010 };
2011
2012 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
2013         unsigned mode, int sync, void *arg)
2014 {
2015         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
2016         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
2017         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
2018
2019         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
2020         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
2021
2022         /*
2023          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
2024          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
2025          */
2026         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
2027                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
2028                 return 0;
2029         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
2030 }
2031
2032 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
2033 {
2034         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
2035         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
2036 }
2037
2038 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
2039 {
2040         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
2041                 memcg_wakeup_oom(memcg);
2042 }
2043
2044 /*
2045  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
2046  */
2047 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
2048                                   int order)
2049 {
2050         struct oom_wait_info owait;
2051         bool locked, need_to_kill;
2052
2053         owait.memcg = memcg;
2054         owait.wait.flags = 0;
2055         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
2056         owait.wait.private = current;
2057         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
2058         need_to_kill = true;
2059         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
2060
2061         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2062         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2063         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2064         /*
2065          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2066          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2067          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2068          */
2069         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2070         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2071                 need_to_kill = false;
2072         if (locked)
2073                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2074         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2075
2076         if (need_to_kill) {
2077                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2078                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2079         } else {
2080                 schedule();
2081                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2082         }
2083         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2084         if (locked)
2085                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2086         memcg_wakeup_oom(memcg);
2087         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2088
2089         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2090
2091         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2092                 return false;
2093         /* Give chance to dying process */
2094         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2095         return true;
2096 }
2097
2098 /*
2099  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2100  * generalized to update other statistics as well.
2101  *
2102  * Notes: Race condition
2103  *
2104  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2105  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2106  * to do so _always_.
2107  *
2108  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2109  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2110  * are no race with "charge".
2111  *
2112  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2113  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2114  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2115  * by flags.
2116  *
2117  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2118  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2119  * If there is, we take a lock.
2120  */
2121
2122 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2123                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2124 {
2125         struct mem_cgroup *memcg;
2126         struct page_cgroup *pc;
2127
2128         pc = lookup_page_cgroup(page);
2129 again:
2130         memcg = pc->mem_cgroup;
2131         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2132                 return;
2133         /*
2134          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2135          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2136          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2137          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2138          */
2139         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2140                 return;
2141
2142         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2143         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2144                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2145                 goto again;
2146         }
2147         *locked = true;
2148 }
2149
2150 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2151 {
2152         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2153
2154         /*
2155          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2156          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2157          * should take move_lock_mem_cgroup().
2158          */
2159         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2160 }
2161
2162 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2163                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2164 {
2165         struct mem_cgroup *memcg;
2166         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2167         unsigned long uninitialized_var(flags);
2168
2169         if (mem_cgroup_disabled())
2170                 return;
2171
2172         memcg = pc->mem_cgroup;
2173         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2174                 return;
2175
2176         switch (idx) {
2177         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2178                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2179                 break;
2180         default:
2181                 BUG();
2182         }
2183
2184         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2185 }
2186
2187 /*
2188  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2189  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2190  */
2191 #define CHARGE_BATCH    32U
2192 struct memcg_stock_pcp {
2193         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2194         unsigned int nr_pages;
2195         struct work_struct work;
2196         unsigned long flags;
2197 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2198 };
2199 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2200 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2201
2202 /**
2203  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2204  * @memcg: memcg to consume from.
2205  * @nr_pages: how many pages to charge.
2206  *
2207  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2208  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2209  * service an allocation will refill the stock.
2210  *
2211  * returns true if successful, false otherwise.
2212  */
2213 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2214 {
2215         struct memcg_stock_pcp *stock;
2216         bool ret = true;
2217
2218         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2219                 return false;
2220
2221         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2222         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2223                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2224         else /* need to call res_counter_charge */
2225                 ret = false;
2226         put_cpu_var(memcg_stock);
2227         return ret;
2228 }
2229
2230 /*
2231  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2232  */
2233 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2234 {
2235         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2236
2237         if (stock->nr_pages) {
2238                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2239
2240                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2241                 if (do_swap_account)
2242                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2243                 stock->nr_pages = 0;
2244         }
2245         stock->cached = NULL;
2246 }
2247
2248 /*
2249  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2250  * a thread which is pinned to local cpu.
2251  */
2252 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2253 {
2254         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2255         drain_stock(stock);
2256         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2261  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2262  */
2263 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2264 {
2265         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2266
2267         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2268                 drain_stock(stock);
2269                 stock->cached = memcg;
2270         }
2271         stock->nr_pages += nr_pages;
2272         put_cpu_var(memcg_stock);
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2277  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2278  * until the work is done.
2279  */
2280 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2281 {
2282         int cpu, curcpu;
2283
2284         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2285         get_online_cpus();
2286         curcpu = get_cpu();
2287         for_each_online_cpu(cpu) {
2288                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2289                 struct mem_cgroup *memcg;
2290
2291                 memcg = stock->cached;
2292                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2293                         continue;
2294                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2295                         continue;
2296                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2297                         if (cpu == curcpu)
2298                                 drain_local_stock(&stock->work);
2299                         else
2300                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2301                 }
2302         }
2303         put_cpu();
2304
2305         if (!sync)
2306                 goto out;
2307
2308         for_each_online_cpu(cpu) {
2309                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2310                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2311                         flush_work(&stock->work);
2312         }
2313 out:
2314         put_online_cpus();
2315 }
2316
2317 /*
2318  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2319  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2320  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2321  * it.
2322  */
2323 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2324 {
2325         /*
2326          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2327          */
2328         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2329                 return;
2330         drain_all_stock(root_memcg, false);
2331         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2332 }
2333
2334 /* This is a synchronous drain interface. */
2335 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2336 {
2337         /* called when force_empty is called */
2338         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2339         drain_all_stock(root_memcg, true);
2340         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2341 }
2342
2343 /*
2344  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2345  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2346  */
2347 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2348 {
2349         int i;
2350
2351         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2352         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2353                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2354
2355                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2356                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2357         }
2358         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2359                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2360
2361                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2362                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2363         }
2364         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2365 }
2366
2367 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2368                                         unsigned long action,
2369                                         void *hcpu)
2370 {
2371         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2372         struct memcg_stock_pcp *stock;
2373         struct mem_cgroup *iter;
2374
2375         if (action == CPU_ONLINE)
2376                 return NOTIFY_OK;
2377
2378         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2379                 return NOTIFY_OK;
2380
2381         for_each_mem_cgroup(iter)
2382                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2383
2384         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2385         drain_stock(stock);
2386         return NOTIFY_OK;
2387 }
2388
2389
2390 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2391 enum {
2392         CHARGE_OK,              /* success */
2393         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2394         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2395         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2396         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2397 };
2398
2399 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2400                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2401                                 bool oom_check)
2402 {
2403         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2404         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2405         struct res_counter *fail_res;
2406         unsigned long flags = 0;
2407         int ret;
2408
2409         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2410
2411         if (likely(!ret)) {
2412                 if (!do_swap_account)
2413                         return CHARGE_OK;
2414                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2415                 if (likely(!ret))
2416                         return CHARGE_OK;
2417
2418                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2419                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2420                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2421         } else
2422                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2423         /*
2424          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2425          * single page instead.
2426          */
2427         if (nr_pages > min_pages)
2428                 return CHARGE_RETRY;
2429
2430         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2431                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2432
2433         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2434                 return CHARGE_NOMEM;
2435
2436         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2437         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2438                 return CHARGE_RETRY;
2439         /*
2440          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2441          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2442          * before killing the task.
2443          *
2444          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2445          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2446          * to regular pages anyway in case of failure.
2447          */
2448         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2449                 return CHARGE_RETRY;
2450
2451         /*
2452          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2453          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2454          */
2455         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2456                 return CHARGE_RETRY;
2457
2458         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2459         if (!oom_check)
2460                 return CHARGE_NOMEM;
2461         /* check OOM */
2462         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2463                 return CHARGE_OOM_DIE;
2464
2465         return CHARGE_RETRY;
2466 }
2467
2468 /*
2469  * __mem_cgroup_try_charge() does
2470  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2471  * 2. update res_counter
2472  * 3. call memory reclaim if necessary.
2473  *
2474  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2475  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2476  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2477  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2478  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2479  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2480  *
2481  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2482  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2483  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2484  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2485  *
2486  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2487  * the oom-killer can be invoked.
2488  */
2489 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2490                                    gfp_t gfp_mask,
2491                                    unsigned int nr_pages,
2492                                    struct mem_cgroup **ptr,
2493                                    bool oom)
2494 {
2495         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2496         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2497         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2498         int ret;
2499
2500         /*
2501          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2502          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2503          * MEMDIE process.
2504          */
2505         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2506                      || fatal_signal_pending(current)))
2507                 goto bypass;
2508
2509         /*
2510          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2511          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2512          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2513          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2514          */
2515         if (!*ptr && !mm)
2516                 *ptr = root_mem_cgroup;
2517 again:
2518         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2519                 memcg = *ptr;
2520                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2521                         goto done;
2522                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2523                         goto done;
2524                 css_get(&memcg->css);
2525         } else {
2526                 struct task_struct *p;
2527
2528                 rcu_read_lock();
2529                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2530                 /*
2531                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2532                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2533                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2534                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2535                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2536                  * small race, here.
2537                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2538                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2539                  */
2540                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2541                 if (!memcg)
2542                         memcg = root_mem_cgroup;
2543                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2544                         rcu_read_unlock();
2545                         goto done;
2546                 }
2547                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2548                         /*
2549                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2550                          * But considering how consume_stok works, it's not
2551                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2552                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2553                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2554                          * calling consume_stock().
2555                          */
2556                         rcu_read_unlock();
2557                         goto done;
2558                 }
2559                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2560                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2561                         rcu_read_unlock();
2562                         goto again;
2563                 }
2564                 rcu_read_unlock();
2565         }
2566
2567         do {
2568                 bool oom_check;
2569
2570                 /* If killed, bypass charge */
2571                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2572                         css_put(&memcg->css);
2573                         goto bypass;
2574                 }
2575
2576                 oom_check = false;
2577                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2578                         oom_check = true;
2579                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2580                 }
2581
2582                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2583                     oom_check);
2584                 switch (ret) {
2585                 case CHARGE_OK:
2586                         break;
2587                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2588                         batch = nr_pages;
2589                         css_put(&memcg->css);
2590                         memcg = NULL;
2591                         goto again;
2592                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2593                         css_put(&memcg->css);
2594                         goto nomem;
2595                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2596                         if (!oom) {
2597                                 css_put(&memcg->css);
2598                                 goto nomem;
2599                         }
2600                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2601                         nr_oom_retries--;
2602                         break;
2603                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2604                         css_put(&memcg->css);
2605                         goto bypass;
2606                 }
2607         } while (ret != CHARGE_OK);
2608
2609         if (batch > nr_pages)
2610                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2611         css_put(&memcg->css);
2612 done:
2613         *ptr = memcg;
2614         return 0;
2615 nomem:
2616         *ptr = NULL;
2617         return -ENOMEM;
2618 bypass:
2619         *ptr = root_mem_cgroup;
2620         return -EINTR;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2625  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2626  * gotten by try_charge().
2627  */
2628 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2629                                        unsigned int nr_pages)
2630 {
2631         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2632                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2633
2634                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2635                 if (do_swap_account)
2636                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2637         }
2638 }
2639
2640 /*
2641  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2642  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2643  */
2644 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2645                                         unsigned int nr_pages)
2646 {
2647         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2648
2649         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2650                 return;
2651
2652         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2653         if (do_swap_account)
2654                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2655                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2656 }
2657
2658 /*
2659  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2660  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2661  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2662  * called against removed memcg.)
2663  */
2664 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2665 {
2666         struct cgroup_subsys_state *css;
2667
2668         /* ID 0 is unused ID */
2669         if (!id)
2670                 return NULL;
2671         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2672         if (!css)
2673                 return NULL;
2674         return mem_cgroup_from_css(css);
2675 }
2676
2677 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2678 {
2679         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2680         struct page_cgroup *pc;
2681         unsigned short id;
2682         swp_entry_t ent;
2683
2684         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2685
2686         pc = lookup_page_cgroup(page);
2687         lock_page_cgroup(pc);
2688         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2689                 memcg = pc->mem_cgroup;
2690                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2691                         memcg = NULL;
2692         } else if (PageSwapCache(page)) {
2693                 ent.val = page_private(page);
2694                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2695                 rcu_read_lock();
2696                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2697                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2698                         memcg = NULL;
2699                 rcu_read_unlock();
2700         }
2701         unlock_page_cgroup(pc);
2702         return memcg;
2703 }
2704
2705 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2706                                        struct page *page,
2707                                        unsigned int nr_pages,
2708                                        enum charge_type ctype,
2709                                        bool lrucare)
2710 {
2711         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2712         struct zone *uninitialized_var(zone);
2713         struct lruvec *lruvec;
2714         bool was_on_lru = false;
2715         bool anon;
2716
2717         lock_page_cgroup(pc);
2718         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2719         /*
2720          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2721          * accessed by any other context at this point.
2722          */
2723
2724         /*
2725          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2726          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2727          */
2728         if (lrucare) {
2729                 zone = page_zone(page);
2730                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2731                 if (PageLRU(page)) {
2732                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2733                         ClearPageLRU(page);
2734                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2735                         was_on_lru = true;
2736                 }
2737         }
2738
2739         pc->mem_cgroup = memcg;
2740         /*
2741          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2742          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2743          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2744          * before USED bit, we need memory barrier here.
2745          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2746          */
2747         smp_wmb();
2748         SetPageCgroupUsed(pc);
2749
2750         if (lrucare) {
2751                 if (was_on_lru) {
2752                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2753                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2754                         SetPageLRU(page);
2755                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2756                 }
2757                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2758         }
2759
2760         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2761                 anon = true;
2762         else
2763                 anon = false;
2764
2765         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2766         unlock_page_cgroup(pc);
2767
2768         /*
2769          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2770          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2771          * if they exceeds softlimit.
2772          */
2773         memcg_check_events(memcg, page);
2774 }
2775
2776 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
2777
2778 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2779 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2780 {
2781         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2782                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2783 }
2784
2785 /*
2786  * This is a bit cumbersome, but it is rarely used and avoids a backpointer
2787  * in the memcg_cache_params struct.
2788  */
2789 static struct kmem_cache *memcg_params_to_cache(struct memcg_cache_params *p)
2790 {
2791         struct kmem_cache *cachep;
2792
2793         VM_BUG_ON(p->is_root_cache);
2794         cachep = p->root_cache;
2795         return cachep->memcg_params->memcg_caches[memcg_cache_id(p->memcg)];
2796 }
2797
2798 #ifdef CONFIG_SLABINFO
2799 static int mem_cgroup_slabinfo_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
2800                                         struct seq_file *m)
2801 {
2802         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
2803         struct memcg_cache_params *params;
2804
2805         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
2806                 return -EIO;
2807
2808         print_slabinfo_header(m);
2809
2810         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2811         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list)
2812                 cache_show(memcg_params_to_cache(params), m);
2813         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2814
2815         return 0;
2816 }
2817 #endif
2818
2819 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2820 {
2821         struct res_counter *fail_res;
2822         struct mem_cgroup *_memcg;
2823         int ret = 0;
2824         bool may_oom;
2825
2826         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2827         if (ret)
2828                 return ret;
2829
2830         /*
2831          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2832          * the same conditions tested by the core page allocator
2833          */
2834         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2835
2836         _memcg = memcg;
2837         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2838                                       &_memcg, may_oom);
2839
2840         if (ret == -EINTR)  {
2841                 /*
2842                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2843                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2844                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2845                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2846                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2847                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2848                  * our minds.
2849                  *
2850                  * This condition will only trigger if the task entered
2851                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2852                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2853                  * dying when the allocation triggers should have been already
2854                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2855                  */
2856                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2857                 if (do_swap_account)
2858                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2859                                                   &fail_res);
2860                 ret = 0;
2861         } else if (ret)
2862                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2863
2864         return ret;
2865 }
2866
2867 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2868 {
2869         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2870         if (do_swap_account)
2871                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2872
2873         /* Not down to 0 */
2874         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2875                 return;
2876
2877         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2878                 mem_cgroup_put(memcg);
2879 }
2880
2881 void memcg_cache_list_add(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *cachep)
2882 {
2883         if (!memcg)
2884                 return;
2885
2886         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
2887         list_add(&cachep->memcg_params->list, &memcg->memcg_slab_caches);
2888         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
2889 }
2890
2891 /*
2892  * helper for acessing a memcg's index. It will be used as an index in the
2893  * child cache array in kmem_cache, and also to derive its name. This function
2894  * will return -1 when this is not a kmem-limited memcg.
2895  */
2896 int memcg_cache_id(struct mem_cgroup *memcg)
2897 {
2898         return memcg ? memcg->kmemcg_id : -1;
2899 }
2900
2901 /*
2902  * This ends up being protected by the set_limit mutex, during normal
2903  * operation, because that is its main call site.
2904  *
2905  * But when we create a new cache, we can call this as well if its parent
2906  * is kmem-limited. That will have to hold set_limit_mutex as well.
2907  */
2908 int memcg_update_cache_sizes(struct mem_cgroup *memcg)
2909 {
2910         int num, ret;
2911
2912         num = ida_simple_get(&kmem_limited_groups,
2913                                 0, MEMCG_CACHES_MAX_SIZE, GFP_KERNEL);
2914         if (num < 0)
2915                 return num;
2916         /*
2917          * After this point, kmem_accounted (that we test atomically in
2918          * the beginning of this conditional), is no longer 0. This
2919          * guarantees only one process will set the following boolean
2920          * to true. We don't need test_and_set because we're protected
2921          * by the set_limit_mutex anyway.
2922          */
2923         memcg_kmem_set_activated(memcg);
2924
2925         ret = memcg_update_all_caches(num+1);
2926         if (ret) {
2927                 ida_simple_remove(&kmem_limited_groups, num);
2928                 memcg_kmem_clear_activated(memcg);
2929                 return ret;
2930         }
2931
2932         memcg->kmemcg_id = num;
2933         INIT_LIST_HEAD(&memcg->memcg_slab_caches);
2934         mutex_init(&memcg->slab_caches_mutex);
2935         return 0;
2936 }
2937
2938 static size_t memcg_caches_array_size(int num_groups)
2939 {
2940         ssize_t size;
2941         if (num_groups <= 0)
2942                 return 0;
2943
2944         size = 2 * num_groups;
2945         if (size < MEMCG_CACHES_MIN_SIZE)
2946                 size = MEMCG_CACHES_MIN_SIZE;
2947         else if (size > MEMCG_CACHES_MAX_SIZE)
2948                 size = MEMCG_CACHES_MAX_SIZE;
2949
2950         return size;
2951 }
2952
2953 /*
2954  * We should update the current array size iff all caches updates succeed. This
2955  * can only be done from the slab side. The slab mutex needs to be held when
2956  * calling this.
2957  */
2958 void memcg_update_array_size(int num)
2959 {
2960         if (num > memcg_limited_groups_array_size)
2961                 memcg_limited_groups_array_size = memcg_caches_array_size(num);
2962 }
2963
2964 int memcg_update_cache_size(struct kmem_cache *s, int num_groups)
2965 {
2966         struct memcg_cache_params *cur_params = s->memcg_params;
2967
2968         VM_BUG_ON(s->memcg_params && !s->memcg_params->is_root_cache);
2969
2970         if (num_groups > memcg_limited_groups_array_size) {
2971                 int i;
2972                 ssize_t size = memcg_caches_array_size(num_groups);
2973
2974                 size *= sizeof(void *);
2975                 size += sizeof(struct memcg_cache_params);
2976
2977                 s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
2978                 if (!s->memcg_params) {
2979                         s->memcg_params = cur_params;
2980                         return -ENOMEM;
2981                 }
2982
2983                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
2984
2985                 /*
2986                  * There is the chance it will be bigger than
2987                  * memcg_limited_groups_array_size, if we failed an allocation
2988                  * in a cache, in which case all caches updated before it, will
2989                  * have a bigger array.
2990                  *
2991                  * But if that is the case, the data after
2992                  * memcg_limited_groups_array_size is certainly unused
2993                  */
2994                 for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
2995                         if (!cur_params->memcg_caches[i])
2996                                 continue;
2997                         s->memcg_params->memcg_caches[i] =
2998                                                 cur_params->memcg_caches[i];
2999                 }
3000
3001                 /*
3002                  * Ideally, we would wait until all caches succeed, and only
3003                  * then free the old one. But this is not worth the extra
3004                  * pointer per-cache we'd have to have for this.
3005                  *
3006                  * It is not a big deal if some caches are left with a size
3007                  * bigger than the others. And all updates will reset this
3008                  * anyway.
3009                  */
3010                 kfree(cur_params);
3011         }
3012         return 0;
3013 }
3014
3015 int memcg_register_cache(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s,
3016                          struct kmem_cache *root_cache)
3017 {
3018         size_t size = sizeof(struct memcg_cache_params);
3019
3020         if (!memcg_kmem_enabled())
3021                 return 0;
3022
3023         if (!memcg)
3024                 size += memcg_limited_groups_array_size * sizeof(void *);
3025
3026         s->memcg_params = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
3027         if (!s->memcg_params)
3028                 return -ENOMEM;
3029
3030         if (memcg) {
3031                 s->memcg_params->memcg = memcg;
3032                 s->memcg_params->root_cache = root_cache;
3033         } else
3034                 s->memcg_params->is_root_cache = true;
3035
3036         return 0;
3037 }
3038
3039 void memcg_release_cache(struct kmem_cache *s)
3040 {
3041         struct kmem_cache *root;
3042         struct mem_cgroup *memcg;
3043         int id;
3044
3045         /*
3046          * This happens, for instance, when a root cache goes away before we
3047          * add any memcg.
3048          */
3049         if (!s->memcg_params)
3050                 return;
3051
3052         if (s->memcg_params->is_root_cache)
3053                 goto out;
3054
3055         memcg = s->memcg_params->memcg;
3056         id  = memcg_cache_id(memcg);
3057
3058         root = s->memcg_params->root_cache;
3059         root->memcg_params->memcg_caches[id] = NULL;
3060         mem_cgroup_put(memcg);
3061
3062         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3063         list_del(&s->memcg_params->list);
3064         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3065
3066 out:
3067         kfree(s->memcg_params);
3068 }
3069
3070 /*
3071  * During the creation a new cache, we need to disable our accounting mechanism
3072  * altogether. This is true even if we are not creating, but rather just
3073  * enqueing new caches to be created.
3074  *
3075  * This is because that process will trigger allocations; some visible, like
3076  * explicit kmallocs to auxiliary data structures, name strings and internal
3077  * cache structures; some well concealed, like INIT_WORK() that can allocate
3078  * objects during debug.
3079  *
3080  * If any allocation happens during memcg_kmem_get_cache, we will recurse back
3081  * to it. This may not be a bounded recursion: since the first cache creation
3082  * failed to complete (waiting on the allocation), we'll just try to create the
3083  * cache again, failing at the same point.
3084  *
3085  * memcg_kmem_get_cache is prepared to abort after seeing a positive count of
3086  * memcg_kmem_skip_account. So we enclose anything that might allocate memory
3087  * inside the following two functions.
3088  */
3089 static inline void memcg_stop_kmem_account(void)
3090 {
3091         VM_BUG_ON(!current->mm);
3092         current->memcg_kmem_skip_account++;
3093 }
3094
3095 static inline void memcg_resume_kmem_account(void)
3096 {
3097         VM_BUG_ON(!current->mm);
3098         current->memcg_kmem_skip_account--;
3099 }
3100
3101 static void kmem_cache_destroy_work_func(struct work_struct *w)
3102 {
3103         struct kmem_cache *cachep;
3104         struct memcg_cache_params *p;
3105
3106         p = container_of(w, struct memcg_cache_params, destroy);
3107
3108         cachep = memcg_params_to_cache(p);
3109
3110         /*
3111          * If we get down to 0 after shrink, we could delete right away.
3112          * However, memcg_release_pages() already puts us back in the workqueue
3113          * in that case. If we proceed deleting, we'll get a dangling
3114          * reference, and removing the object from the workqueue in that case
3115          * is unnecessary complication. We are not a fast path.
3116          *
3117          * Note that this case is fundamentally different from racing with
3118          * shrink_slab(): if memcg_cgroup_destroy_cache() is called in
3119          * kmem_cache_shrink, not only we would be reinserting a dead cache
3120          * into the queue, but doing so from inside the worker racing to
3121          * destroy it.
3122          *
3123          * So if we aren't down to zero, we'll just schedule a worker and try
3124          * again
3125          */
3126         if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) != 0) {
3127                 kmem_cache_shrink(cachep);
3128                 if (atomic_read(&cachep->memcg_params->nr_pages) == 0)
3129                         return;
3130         } else
3131                 kmem_cache_destroy(cachep);
3132 }
3133
3134 void mem_cgroup_destroy_cache(struct kmem_cache *cachep)
3135 {
3136         if (!cachep->memcg_params->dead)
3137                 return;
3138
3139         /*
3140          * There are many ways in which we can get here.
3141          *
3142          * We can get to a memory-pressure situation while the delayed work is
3143          * still pending to run. The vmscan shrinkers can then release all
3144          * cache memory and get us to destruction. If this is the case, we'll
3145          * be executed twice, which is a bug (the second time will execute over
3146          * bogus data). In this case, cancelling the work should be fine.
3147          *
3148          * But we can also get here from the worker itself, if
3149          * kmem_cache_shrink is enough to shake all the remaining objects and
3150          * get the page count to 0. In this case, we'll deadlock if we try to
3151          * cancel the work (the worker runs with an internal lock held, which
3152          * is the same lock we would hold for cancel_work_sync().)
3153          *
3154          * Since we can't possibly know who got us here, just refrain from
3155          * running if there is already work pending
3156          */
3157         if (work_pending(&cachep->memcg_params->destroy))
3158                 return;
3159         /*
3160          * We have to defer the actual destroying to a workqueue, because
3161          * we might currently be in a context that cannot sleep.
3162          */
3163         schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3164 }
3165
3166 static char *memcg_cache_name(struct mem_cgroup *memcg, struct kmem_cache *s)
3167 {
3168         char *name;
3169         struct dentry *dentry;
3170
3171         rcu_read_lock();
3172         dentry = rcu_dereference(memcg->css.cgroup->dentry);
3173         rcu_read_unlock();
3174
3175         BUG_ON(dentry == NULL);
3176
3177         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s(%d:%s)", s->name,
3178                          memcg_cache_id(memcg), dentry->d_name.name);
3179
3180         return name;
3181 }
3182
3183 static struct kmem_cache *kmem_cache_dup(struct mem_cgroup *memcg,
3184                                          struct kmem_cache *s)
3185 {
3186         char *name;
3187         struct kmem_cache *new;
3188
3189         name = memcg_cache_name(memcg, s);
3190         if (!name)
3191                 return NULL;
3192
3193         new = kmem_cache_create_memcg(memcg, name, s->object_size, s->align,
3194                                       (s->flags & ~SLAB_PANIC), s->ctor, s);
3195
3196         if (new)
3197                 new->allocflags |= __GFP_KMEMCG;
3198
3199         kfree(name);
3200         return new;
3201 }
3202
3203 /*
3204  * This lock protects updaters, not readers. We want readers to be as fast as
3205  * they can, and they will either see NULL or a valid cache value. Our model
3206  * allow them to see NULL, in which case the root memcg will be selected.
3207  *
3208  * We need this lock because multiple allocations to the same cache from a non
3209  * will span more than one worker. Only one of them can create the cache.
3210  */
3211 static DEFINE_MUTEX(memcg_cache_mutex);
3212 static struct kmem_cache *memcg_create_kmem_cache(struct mem_cgroup *memcg,
3213                                                   struct kmem_cache *cachep)
3214 {
3215         struct kmem_cache *new_cachep;
3216         int idx;
3217
3218         BUG_ON(!memcg_can_account_kmem(memcg));
3219
3220         idx = memcg_cache_id(memcg);
3221
3222         mutex_lock(&memcg_cache_mutex);
3223         new_cachep = cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3224         if (new_cachep)
3225                 goto out;
3226
3227         new_cachep = kmem_cache_dup(memcg, cachep);
3228         if (new_cachep == NULL) {
3229                 new_cachep = cachep;
3230                 goto out;
3231         }
3232
3233         mem_cgroup_get(memcg);
3234         atomic_set(&new_cachep->memcg_params->nr_pages , 0);
3235
3236         cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] = new_cachep;
3237         /*
3238          * the readers won't lock, make sure everybody sees the updated value,
3239          * so they won't put stuff in the queue again for no reason
3240          */
3241         wmb();
3242 out:
3243         mutex_unlock(&memcg_cache_mutex);
3244         return new_cachep;
3245 }
3246
3247 void kmem_cache_destroy_memcg_children(struct kmem_cache *s)
3248 {
3249         struct kmem_cache *c;
3250         int i;
3251
3252         if (!s->memcg_params)
3253                 return;
3254         if (!s->memcg_params->is_root_cache)
3255                 return;
3256
3257         /*
3258          * If the cache is being destroyed, we trust that there is no one else
3259          * requesting objects from it. Even if there are, the sanity checks in
3260          * kmem_cache_destroy should caught this ill-case.
3261          *
3262          * Still, we don't want anyone else freeing memcg_caches under our
3263          * noses, which can happen if a new memcg comes to life. As usual,
3264          * we'll take the set_limit_mutex to protect ourselves against this.
3265          */
3266         mutex_lock(&set_limit_mutex);
3267         for (i = 0; i < memcg_limited_groups_array_size; i++) {
3268                 c = s->memcg_params->memcg_caches[i];
3269                 if (!c)
3270                         continue;
3271
3272                 /*
3273                  * We will now manually delete the caches, so to avoid races
3274                  * we need to cancel all pending destruction workers and
3275                  * proceed with destruction ourselves.
3276                  *
3277                  * kmem_cache_destroy() will call kmem_cache_shrink internally,
3278                  * and that could spawn the workers again: it is likely that
3279                  * the cache still have active pages until this very moment.
3280                  * This would lead us back to mem_cgroup_destroy_cache.
3281                  *
3282                  * But that will not execute at all if the "dead" flag is not
3283                  * set, so flip it down to guarantee we are in control.
3284                  */
3285                 c->memcg_params->dead = false;
3286                 cancel_work_sync(&c->memcg_params->destroy);
3287                 kmem_cache_destroy(c);
3288         }
3289         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3290 }
3291
3292 struct create_work {
3293         struct mem_cgroup *memcg;
3294         struct kmem_cache *cachep;
3295         struct work_struct work;
3296 };
3297
3298 static void mem_cgroup_destroy_all_caches(struct mem_cgroup *memcg)
3299 {
3300         struct kmem_cache *cachep;
3301         struct memcg_cache_params *params;
3302
3303         if (!memcg_kmem_is_active(memcg))
3304                 return;
3305
3306         mutex_lock(&memcg->slab_caches_mutex);
3307         list_for_each_entry(params, &memcg->memcg_slab_caches, list) {
3308                 cachep = memcg_params_to_cache(params);
3309                 cachep->memcg_params->dead = true;
3310                 INIT_WORK(&cachep->memcg_params->destroy,
3311                                   kmem_cache_destroy_work_func);
3312                 schedule_work(&cachep->memcg_params->destroy);
3313         }
3314         mutex_unlock(&memcg->slab_caches_mutex);
3315 }
3316
3317 static void memcg_create_cache_work_func(struct work_struct *w)
3318 {
3319         struct create_work *cw;
3320
3321         cw = container_of(w, struct create_work, work);
3322         memcg_create_kmem_cache(cw->memcg, cw->cachep);
3323         /* Drop the reference gotten when we enqueued. */
3324         css_put(&cw->memcg->css);
3325         kfree(cw);
3326 }
3327
3328 /*
3329  * Enqueue the creation of a per-memcg kmem_cache.
3330  * Called with rcu_read_lock.
3331  */
3332 static void __memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3333                                          struct kmem_cache *cachep)
3334 {
3335         struct create_work *cw;
3336
3337         cw = kmalloc(sizeof(struct create_work), GFP_NOWAIT);
3338         if (cw == NULL)
3339                 return;
3340
3341         /* The corresponding put will be done in the workqueue. */
3342         if (!css_tryget(&memcg->css)) {
3343                 kfree(cw);
3344                 return;
3345         }
3346
3347         cw->memcg = memcg;
3348         cw->cachep = cachep;
3349
3350         INIT_WORK(&cw->work, memcg_create_cache_work_func);
3351         schedule_work(&cw->work);
3352 }
3353
3354 static void memcg_create_cache_enqueue(struct mem_cgroup *memcg,
3355                                        struct kmem_cache *cachep)
3356 {
3357         /*
3358          * We need to stop accounting when we kmalloc, because if the
3359          * corresponding kmalloc cache is not yet created, the first allocation
3360          * in __memcg_create_cache_enqueue will recurse.
3361          *
3362          * However, it is better to enclose the whole function. Depending on
3363          * the debugging options enabled, INIT_WORK(), for instance, can
3364          * trigger an allocation. This too, will make us recurse. Because at
3365          * this point we can't allow ourselves back into memcg_kmem_get_cache,
3366          * the safest choice is to do it like this, wrapping the whole function.
3367          */
3368         memcg_stop_kmem_account();
3369         __memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3370         memcg_resume_kmem_account();
3371 }
3372 /*
3373  * Return the kmem_cache we're supposed to use for a slab allocation.
3374  * We try to use the current memcg's version of the cache.
3375  *
3376  * If the cache does not exist yet, if we are the first user of it,
3377  * we either create it immediately, if possible, or create it asynchronously
3378  * in a workqueue.
3379  * In the latter case, we will let the current allocation go through with
3380  * the original cache.
3381  *
3382  * Can't be called in interrupt context or from kernel threads.
3383  * This function needs to be called with rcu_read_lock() held.
3384  */
3385 struct kmem_cache *__memcg_kmem_get_cache(struct kmem_cache *cachep,
3386                                           gfp_t gfp)
3387 {
3388         struct mem_cgroup *memcg;
3389         int idx;
3390
3391         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params);
3392         VM_BUG_ON(!cachep->memcg_params->is_root_cache);
3393
3394         if (!current->mm || current->memcg_kmem_skip_account)
3395                 return cachep;
3396
3397         rcu_read_lock();
3398         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(current->mm->owner));
3399         rcu_read_unlock();
3400
3401         if (!memcg_can_account_kmem(memcg))
3402                 return cachep;
3403
3404         idx = memcg_cache_id(memcg);
3405
3406         /*
3407          * barrier to mare sure we're always seeing the up to date value.  The
3408          * code updating memcg_caches will issue a write barrier to match this.
3409          */
3410         read_barrier_depends();
3411         if (unlikely(cachep->memcg_params->memcg_caches[idx] == NULL)) {
3412                 /*
3413                  * If we are in a safe context (can wait, and not in interrupt
3414                  * context), we could be be predictable and return right away.
3415                  * This would guarantee that the allocation being performed
3416                  * already belongs in the new cache.
3417                  *
3418                  * However, there are some clashes that can arrive from locking.
3419                  * For instance, because we acquire the slab_mutex while doing
3420                  * kmem_cache_dup, this means no further allocation could happen
3421                  * with the slab_mutex held.
3422                  *
3423                  * Also, because cache creation issue get_online_cpus(), this
3424                  * creates a lock chain: memcg_slab_mutex -> cpu_hotplug_mutex,
3425                  * that ends up reversed during cpu hotplug. (cpuset allocates
3426                  * a bunch of GFP_KERNEL memory during cpuup). Due to all that,
3427                  * better to defer everything.
3428                  */
3429                 memcg_create_cache_enqueue(memcg, cachep);
3430                 return cachep;
3431         }
3432
3433         return cachep->memcg_params->memcg_caches[idx];
3434 }
3435 EXPORT_SYMBOL(__memcg_kmem_get_cache);
3436
3437 /*
3438  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
3439  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
3440  * need a further commit step to do the final arrangements.
3441  *
3442  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
3443  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
3444  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
3445  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
3446  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
3447  * the compiled-out case as well.
3448  *
3449  * Returning true means the allocation is possible.
3450  */
3451 bool
3452 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
3453 {
3454         struct mem_cgroup *memcg;
3455         int ret;
3456
3457         *_memcg = NULL;
3458         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
3459
3460         /*
3461          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
3462          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
3463          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
3464          */
3465         if (unlikely(!memcg))
3466                 return true;
3467
3468         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
3469                 css_put(&memcg->css);
3470                 return true;
3471         }
3472
3473         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
3474         if (!ret)
3475                 *_memcg = memcg;
3476
3477         css_put(&memcg->css);
3478         return (ret == 0);
3479 }
3480
3481 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3482                               int order)
3483 {
3484         struct page_cgroup *pc;
3485
3486         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
3487
3488         /* The page allocation failed. Revert */
3489         if (!page) {
3490                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
3491                 return;
3492         }
3493
3494         pc = lookup_page_cgroup(page);
3495         lock_page_cgroup(pc);
3496         pc->mem_cgroup = memcg;
3497         SetPageCgroupUsed(pc);
3498         unlock_page_cgroup(pc);
3499 }
3500
3501 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
3502 {
3503         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3504         struct page_cgroup *pc;
3505
3506
3507         pc = lookup_page_cgroup(page);
3508         /*
3509          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
3510         &nbs