memcg: add memory.vmscan_stat
[~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  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/mutex.h>
37 #include <linux/rbtree.h>
38 #include <linux/shmem_fs.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53
54 #include <asm/uaccess.h>
55
56 #include <trace/events/vmscan.h>
57
58 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
59 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
60 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
61
62 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
63 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
64 int do_swap_account __read_mostly;
65
66 /* for remember boot option*/
67 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
68 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
69 #else
70 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
71 #endif
72
73 #else
74 #define do_swap_account         (0)
75 #endif
76
77
78 /*
79  * Statistics for memory cgroup.
80  */
81 enum mem_cgroup_stat_index {
82         /*
83          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
84          */
85         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
86         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
87         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
88         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
89         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
90         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 enum mem_cgroup_events_index {
95         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
101 };
102 /*
103  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
104  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
105  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
106  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
107  */
108 enum mem_cgroup_events_target {
109         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
110         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
111         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
112         MEM_CGROUP_NTARGETS,
113 };
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
117
118 struct mem_cgroup_stat_cpu {
119         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
120         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
121         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
122 };
123
124 /*
125  * per-zone information in memory controller.
126  */
127 struct mem_cgroup_per_zone {
128         /*
129          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
130          */
131         struct list_head        lists[NR_LRU_LISTS];
132         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
133
134         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
135         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
136         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
137                                                 /* the soft limit is exceeded*/
138         bool                    on_tree;
139         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
140                                                 /* use container_of        */
141 };
142 /* Macro for accessing counter */
143 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
144
145 struct mem_cgroup_per_node {
146         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
147 };
148
149 struct mem_cgroup_lru_info {
150         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
151 };
152
153 /*
154  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
155  * their hierarchy representation
156  */
157
158 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
159         struct rb_root rb_root;
160         spinlock_t lock;
161 };
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_node {
164         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
165 };
166
167 struct mem_cgroup_tree {
168         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
169 };
170
171 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
172
173 struct mem_cgroup_threshold {
174         struct eventfd_ctx *eventfd;
175         u64 threshold;
176 };
177
178 /* For threshold */
179 struct mem_cgroup_threshold_ary {
180         /* An array index points to threshold just below usage. */
181         int current_threshold;
182         /* Size of entries[] */
183         unsigned int size;
184         /* Array of thresholds */
185         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
186 };
187
188 struct mem_cgroup_thresholds {
189         /* Primary thresholds array */
190         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
191         /*
192          * Spare threshold array.
193          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
194          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
195          */
196         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
197 };
198
199 /* for OOM */
200 struct mem_cgroup_eventfd_list {
201         struct list_head list;
202         struct eventfd_ctx *eventfd;
203 };
204
205 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *mem);
206 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem);
207
208 enum {
209         SCAN_BY_LIMIT,
210         SCAN_BY_SYSTEM,
211         NR_SCAN_CONTEXT,
212         SCAN_BY_SHRINK, /* not recorded now */
213 };
214
215 enum {
216         SCAN,
217         SCAN_ANON,
218         SCAN_FILE,
219         ROTATE,
220         ROTATE_ANON,
221         ROTATE_FILE,
222         FREED,
223         FREED_ANON,
224         FREED_FILE,
225         ELAPSED,
226         NR_SCANSTATS,
227 };
228
229 struct scanstat {
230         spinlock_t      lock;
231         unsigned long   stats[NR_SCAN_CONTEXT][NR_SCANSTATS];
232         unsigned long   rootstats[NR_SCAN_CONTEXT][NR_SCANSTATS];
233 };
234
235 const char *scanstat_string[NR_SCANSTATS] = {
236         "scanned_pages",
237         "scanned_anon_pages",
238         "scanned_file_pages",
239         "rotated_pages",
240         "rotated_anon_pages",
241         "rotated_file_pages",
242         "freed_pages",
243         "freed_anon_pages",
244         "freed_file_pages",
245         "elapsed_ns",
246 };
247 #define SCANSTAT_WORD_LIMIT     "_by_limit"
248 #define SCANSTAT_WORD_SYSTEM    "_by_system"
249 #define SCANSTAT_WORD_HIERARCHY "_under_hierarchy"
250
251
252 /*
253  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
254  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
255  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
256  * to help the administrator determine what knobs to tune.
257  *
258  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
259  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
260  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
261  * a feature that will be implemented much later in the future.
262  */
263 struct mem_cgroup {
264         struct cgroup_subsys_state css;
265         /*
266          * the counter to account for memory usage
267          */
268         struct res_counter res;
269         /*
270          * the counter to account for mem+swap usage.
271          */
272         struct res_counter memsw;
273         /*
274          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
275          * per zone LRU lists.
276          */
277         struct mem_cgroup_lru_info info;
278         /*
279          * While reclaiming in a hierarchy, we cache the last child we
280          * reclaimed from.
281          */
282         int last_scanned_child;
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
294         bool            oom_lock;
295         atomic_t        under_oom;
296
297         atomic_t        refcnt;
298
299         int     swappiness;
300         /* OOM-Killer disable */
301         int             oom_kill_disable;
302
303         /* set when res.limit == memsw.limit */
304         bool            memsw_is_minimum;
305
306         /* protect arrays of thresholds */
307         struct mutex thresholds_lock;
308
309         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
310         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
311
312         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
313         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
314
315         /* For oom notifier event fd */
316         struct list_head oom_notify;
317         /* For recording LRU-scan statistics */
318         struct scanstat scanstat;
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          * percpu counter.
326          */
327         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
328         /*
329          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
330          * See mem_cgroup_read_stat().
331          */
332         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
333         spinlock_t pcp_counter_lock;
334 };
335
336 /* Stuffs for move charges at task migration. */
337 /*
338  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
339  * left-shifted bitmap of these types.
340  */
341 enum move_type {
342         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
343         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
344         NR_MOVE_TYPE,
345 };
346
347 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
348 static struct move_charge_struct {
349         spinlock_t        lock; /* for from, to */
350         struct mem_cgroup *from;
351         struct mem_cgroup *to;
352         unsigned long precharge;
353         unsigned long moved_charge;
354         unsigned long moved_swap;
355         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
356         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
357 } mc = {
358         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
359         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
360 };
361
362 static bool move_anon(void)
363 {
364         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
365                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
366 }
367
368 static bool move_file(void)
369 {
370         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
371                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
372 }
373
374 /*
375  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
376  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
377  */
378 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
379 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
380
381 enum charge_type {
382         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
385         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
386         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
387         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
388         NR_CHARGE_TYPE,
389 };
390
391 /* for encoding cft->private value on file */
392 #define _MEM                    (0)
393 #define _MEMSWAP                (1)
394 #define _OOM_TYPE               (2)
395 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
396 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
397 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
398 /* Used for OOM nofiier */
399 #define OOM_CONTROL             (0)
400
401 /*
402  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
403  */
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
405 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
406 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
407 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
408 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT     0x2
409 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT         (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT)
410
411 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem);
412 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem);
413 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem);
414 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *mem);
415
416 static struct mem_cgroup_per_zone *
417 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
418 {
419         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
420 }
421
422 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *mem)
423 {
424         return &mem->css;
425 }
426
427 static struct mem_cgroup_per_zone *
428 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
429 {
430         int nid = page_to_nid(page);
431         int zid = page_zonenum(page);
432
433         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
434 }
435
436 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
437 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
438 {
439         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
440 }
441
442 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
443 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
444 {
445         int nid = page_to_nid(page);
446         int zid = page_zonenum(page);
447
448         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
449 }
450
451 static void
452 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
453                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
454                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
455                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
456 {
457         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
458         struct rb_node *parent = NULL;
459         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
460
461         if (mz->on_tree)
462                 return;
463
464         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
465         if (!mz->usage_in_excess)
466                 return;
467         while (*p) {
468                 parent = *p;
469                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
470                                         tree_node);
471                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
472                         p = &(*p)->rb_left;
473                 /*
474                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
475                  * limit by the same amount
476                  */
477                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
478                         p = &(*p)->rb_right;
479         }
480         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
481         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
482         mz->on_tree = true;
483 }
484
485 static void
486 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
487                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
488                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
489 {
490         if (!mz->on_tree)
491                 return;
492         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
493         mz->on_tree = false;
494 }
495
496 static void
497 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
498                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
499                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
500 {
501         spin_lock(&mctz->lock);
502         __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
503         spin_unlock(&mctz->lock);
504 }
505
506
507 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
508 {
509         unsigned long long excess;
510         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
511         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
512         int nid = page_to_nid(page);
513         int zid = page_zonenum(page);
514         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
515
516         /*
517          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
518          * because their event counter is not touched.
519          */
520         for (; mem; mem = parent_mem_cgroup(mem)) {
521                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
522                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mem->res);
523                 /*
524                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
525                  * mem is over its softlimit.
526                  */
527                 if (excess || mz->on_tree) {
528                         spin_lock(&mctz->lock);
529                         /* if on-tree, remove it */
530                         if (mz->on_tree)
531                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
532                         /*
533                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
534                          * If excess is 0, no tree ops.
535                          */
536                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mem, mz, mctz, excess);
537                         spin_unlock(&mctz->lock);
538                 }
539         }
540 }
541
542 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *mem)
543 {
544         int node, zone;
545         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
546         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
547
548         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
549                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
550                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zone);
551                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
552                         mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
553                 }
554         }
555 }
556
557 static struct mem_cgroup_per_zone *
558 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
559 {
560         struct rb_node *rightmost = NULL;
561         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
562
563 retry:
564         mz = NULL;
565         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
566         if (!rightmost)
567                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
568
569         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
570         /*
571          * Remove the node now but someone else can add it back,
572          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
573          * position in the tree.
574          */
575         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
576         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
577                 !css_tryget(&mz->mem->css))
578                 goto retry;
579 done:
580         return mz;
581 }
582
583 static struct mem_cgroup_per_zone *
584 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
585 {
586         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
587
588         spin_lock(&mctz->lock);
589         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
590         spin_unlock(&mctz->lock);
591         return mz;
592 }
593
594 /*
595  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
596  *
597  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
598  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
599  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
600  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
601  *
602  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
603  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
604  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
605  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
606  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
607  *
608  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
609  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
610  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
611  * implemented.
612  */
613 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *mem,
614                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
615 {
616         long val = 0;
617         int cpu;
618
619         get_online_cpus();
620         for_each_online_cpu(cpu)
621                 val += per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu);
622 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
623         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
624         val += mem->nocpu_base.count[idx];
625         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
626 #endif
627         put_online_cpus();
628         return val;
629 }
630
631 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *mem,
632                                          bool charge)
633 {
634         int val = (charge) ? 1 : -1;
635         this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
636 }
637
638 void mem_cgroup_pgfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
639 {
640         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT], val);
641 }
642
643 void mem_cgroup_pgmajfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
644 {
645         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT], val);
646 }
647
648 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *mem,
649                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
650 {
651         unsigned long val = 0;
652         int cpu;
653
654         for_each_online_cpu(cpu)
655                 val += per_cpu(mem->stat->events[idx], cpu);
656 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
657         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
658         val += mem->nocpu_base.events[idx];
659         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
660 #endif
661         return val;
662 }
663
664 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem,
665                                          bool file, int nr_pages)
666 {
667         preempt_disable();
668
669         if (file)
670                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_pages);
671         else
672                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_pages);
673
674         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
675         if (nr_pages > 0)
676                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
677         else {
678                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
679                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
680         }
681
682         __this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
683
684         preempt_enable();
685 }
686
687 unsigned long
688 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid,
689                         unsigned int lru_mask)
690 {
691         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
692         enum lru_list l;
693         unsigned long ret = 0;
694
695         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
696
697         for_each_lru(l) {
698                 if (BIT(l) & lru_mask)
699                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
700         }
701         return ret;
702 }
703
704 static unsigned long
705 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *mem,
706                         int nid, unsigned int lru_mask)
707 {
708         u64 total = 0;
709         int zid;
710
711         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
712                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(mem, nid, zid, lru_mask);
713
714         return total;
715 }
716
717 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *mem,
718                         unsigned int lru_mask)
719 {
720         int nid;
721         u64 total = 0;
722
723         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
724                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem, nid, lru_mask);
725         return total;
726 }
727
728 static bool __memcg_event_check(struct mem_cgroup *mem, int target)
729 {
730         unsigned long val, next;
731
732         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
733         next = this_cpu_read(mem->stat->targets[target]);
734         /* from time_after() in jiffies.h */
735         return ((long)next - (long)val < 0);
736 }
737
738 static void __mem_cgroup_target_update(struct mem_cgroup *mem, int target)
739 {
740         unsigned long val, next;
741
742         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
743
744         switch (target) {
745         case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
746                 next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
747                 break;
748         case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
749                 next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
750                 break;
751         case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
752                 next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
753                 break;
754         default:
755                 return;
756         }
757
758         this_cpu_write(mem->stat->targets[target], next);
759 }
760
761 /*
762  * Check events in order.
763  *
764  */
765 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
766 {
767         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
768         if (unlikely(__memcg_event_check(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
769                 mem_cgroup_threshold(mem);
770                 __mem_cgroup_target_update(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH);
771                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
772                              MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT))) {
773                         mem_cgroup_update_tree(mem, page);
774                         __mem_cgroup_target_update(mem,
775                                                    MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
776                 }
777 #if MAX_NUMNODES > 1
778                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
779                         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO))) {
780                         atomic_inc(&mem->numainfo_events);
781                         __mem_cgroup_target_update(mem,
782                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
783                 }
784 #endif
785         }
786 }
787
788 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
789 {
790         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
791                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
792                                 css);
793 }
794
795 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
796 {
797         /*
798          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
799          * if it races with swapoff, page migration, etc.
800          * So this can be called with p == NULL.
801          */
802         if (unlikely(!p))
803                 return NULL;
804
805         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
806                                 struct mem_cgroup, css);
807 }
808
809 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
810 {
811         struct mem_cgroup *mem = NULL;
812
813         if (!mm)
814                 return NULL;
815         /*
816          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
817          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
818          * pessimistic (rather than adding locks here).
819          */
820         rcu_read_lock();
821         do {
822                 mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
823                 if (unlikely(!mem))
824                         break;
825         } while (!css_tryget(&mem->css));
826         rcu_read_unlock();
827         return mem;
828 }
829
830 /* The caller has to guarantee "mem" exists before calling this */
831 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_start_loop(struct mem_cgroup *mem)
832 {
833         struct cgroup_subsys_state *css;
834         int found;
835
836         if (!mem) /* ROOT cgroup has the smallest ID */
837                 return root_mem_cgroup; /*css_put/get against root is ignored*/
838         if (!mem->use_hierarchy) {
839                 if (css_tryget(&mem->css))
840                         return mem;
841                 return NULL;
842         }
843         rcu_read_lock();
844         /*
845          * searching a memory cgroup which has the smallest ID under given
846          * ROOT cgroup. (ID >= 1)
847          */
848         css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, 1, &mem->css, &found);
849         if (css && css_tryget(css))
850                 mem = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
851         else
852                 mem = NULL;
853         rcu_read_unlock();
854         return mem;
855 }
856
857 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_next(struct mem_cgroup *iter,
858                                         struct mem_cgroup *root,
859                                         bool cond)
860 {
861         int nextid = css_id(&iter->css) + 1;
862         int found;
863         int hierarchy_used;
864         struct cgroup_subsys_state *css;
865
866         hierarchy_used = iter->use_hierarchy;
867
868         css_put(&iter->css);
869         /* If no ROOT, walk all, ignore hierarchy */
870         if (!cond || (root && !hierarchy_used))
871                 return NULL;
872
873         if (!root)
874                 root = root_mem_cgroup;
875
876         do {
877                 iter = NULL;
878                 rcu_read_lock();
879
880                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid,
881                                 &root->css, &found);
882                 if (css && css_tryget(css))
883                         iter = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
884                 rcu_read_unlock();
885                 /* If css is NULL, no more cgroups will be found */
886                 nextid = found + 1;
887         } while (css && !iter);
888
889         return iter;
890 }
891 /*
892  * for_eacn_mem_cgroup_tree() for visiting all cgroup under tree. Please
893  * be careful that "break" loop is not allowed. We have reference count.
894  * Instead of that modify "cond" to be false and "continue" to exit the loop.
895  */
896 #define for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, cond) \
897         for (iter = mem_cgroup_start_loop(root);\
898              iter != NULL;\
899              iter = mem_cgroup_get_next(iter, root, cond))
900
901 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root) \
902         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, true)
903
904 #define for_each_mem_cgroup_all(iter) \
905         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, NULL, true)
906
907
908 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *mem)
909 {
910         return (mem == root_mem_cgroup);
911 }
912
913 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
914 {
915         struct mem_cgroup *mem;
916
917         if (!mm)
918                 return;
919
920         rcu_read_lock();
921         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
922         if (unlikely(!mem))
923                 goto out;
924
925         switch (idx) {
926         case PGMAJFAULT:
927                 mem_cgroup_pgmajfault(mem, 1);
928                 break;
929         case PGFAULT:
930                 mem_cgroup_pgfault(mem, 1);
931                 break;
932         default:
933                 BUG();
934         }
935 out:
936         rcu_read_unlock();
937 }
938 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
939
940 /*
941  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
942  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
943  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
944  *
945  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
946  * 1. charge
947  * 2. moving account
948  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
949  * It is added to LRU before charge.
950  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
951  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
952  */
953
954 void mem_cgroup_del_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
955 {
956         struct page_cgroup *pc;
957         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
958
959         if (mem_cgroup_disabled())
960                 return;
961         pc = lookup_page_cgroup(page);
962         /* can happen while we handle swapcache. */
963         if (!TestClearPageCgroupAcctLRU(pc))
964                 return;
965         VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
966         /*
967          * We don't check PCG_USED bit. It's cleared when the "page" is finally
968          * removed from global LRU.
969          */
970         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
971         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
972         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
973         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
974                 return;
975         VM_BUG_ON(list_empty(&pc->lru));
976         list_del_init(&pc->lru);
977 }
978
979 void mem_cgroup_del_lru(struct page *page)
980 {
981         mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
982 }
983
984 /*
985  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
986  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
987  * inactive list.
988  */
989 void mem_cgroup_rotate_reclaimable_page(struct page *page)
990 {
991         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
992         struct page_cgroup *pc;
993         enum lru_list lru = page_lru(page);
994
995         if (mem_cgroup_disabled())
996                 return;
997
998         pc = lookup_page_cgroup(page);
999         /* unused or root page is not rotated. */
1000         if (!PageCgroupUsed(pc))
1001                 return;
1002         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1003         smp_rmb();
1004         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
1005                 return;
1006         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1007         list_move_tail(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
1008 }
1009
1010 void mem_cgroup_rotate_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1011 {
1012         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1013         struct page_cgroup *pc;
1014
1015         if (mem_cgroup_disabled())
1016                 return;
1017
1018         pc = lookup_page_cgroup(page);
1019         /* unused or root page is not rotated. */
1020         if (!PageCgroupUsed(pc))
1021                 return;
1022         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1023         smp_rmb();
1024         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
1025                 return;
1026         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1027         list_move(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
1028 }
1029
1030 void mem_cgroup_add_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1031 {
1032         struct page_cgroup *pc;
1033         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1034
1035         if (mem_cgroup_disabled())
1036                 return;
1037         pc = lookup_page_cgroup(page);
1038         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
1039         if (!PageCgroupUsed(pc))
1040                 return;
1041         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1042         smp_rmb();
1043         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1044         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1045         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
1046         SetPageCgroupAcctLRU(pc);
1047         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
1048                 return;
1049         list_add(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
1050 }
1051
1052 /*
1053  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
1054  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
1055  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
1056  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
1057  */
1058 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
1059 {
1060         unsigned long flags;
1061         struct zone *zone = page_zone(page);
1062         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1063
1064         /*
1065          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1066          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1067          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1068          * set, the commit after this will fail, anyway.
1069          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1070          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1071          */
1072         if (likely(!PageLRU(page)))
1073                 return;
1074
1075         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1076         /*
1077          * Forget old LRU when this page_cgroup is *not* used. This Used bit
1078          * is guarded by lock_page() because the page is SwapCache.
1079          */
1080         if (!PageCgroupUsed(pc))
1081                 mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
1082         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1083 }
1084
1085 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1086 {
1087         unsigned long flags;
1088         struct zone *zone = page_zone(page);
1089         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1090
1091         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1092         if (likely(!PageLRU(page)))
1093                 return;
1094         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1095         /* link when the page is linked to LRU but page_cgroup isn't */
1096         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc))
1097                 mem_cgroup_add_lru_list(page, page_lru(page));
1098         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1099 }
1100
1101
1102 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page,
1103                            enum lru_list from, enum lru_list to)
1104 {
1105         if (mem_cgroup_disabled())
1106                 return;
1107         mem_cgroup_del_lru_list(page, from);
1108         mem_cgroup_add_lru_list(page, to);
1109 }
1110
1111 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
1112 {
1113         int ret;
1114         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1115         struct task_struct *p;
1116
1117         p = find_lock_task_mm(task);
1118         if (!p)
1119                 return 0;
1120         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1121         task_unlock(p);
1122         if (!curr)
1123                 return 0;
1124         /*
1125          * We should check use_hierarchy of "mem" not "curr". Because checking
1126          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1127          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "mem" in *cgroup*
1128          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "mem").
1129          */
1130         if (mem->use_hierarchy)
1131                 ret = css_is_ancestor(&curr->css, &mem->css);
1132         else
1133                 ret = (curr == mem);
1134         css_put(&curr->css);
1135         return ret;
1136 }
1137
1138 static int calc_inactive_ratio(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *present_pages)
1139 {
1140         unsigned long active;
1141         unsigned long inactive;
1142         unsigned long gb;
1143         unsigned long inactive_ratio;
1144
1145         inactive = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1146         active = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1147
1148         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1149         if (gb)
1150                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1151         else
1152                 inactive_ratio = 1;
1153
1154         if (present_pages) {
1155                 present_pages[0] = inactive;
1156                 present_pages[1] = active;
1157         }
1158
1159         return inactive_ratio;
1160 }
1161
1162 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1163 {
1164         unsigned long active;
1165         unsigned long inactive;
1166         unsigned long present_pages[2];
1167         unsigned long inactive_ratio;
1168
1169         inactive_ratio = calc_inactive_ratio(memcg, present_pages);
1170
1171         inactive = present_pages[0];
1172         active = present_pages[1];
1173
1174         if (inactive * inactive_ratio < active)
1175                 return 1;
1176
1177         return 0;
1178 }
1179
1180 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1181 {
1182         unsigned long active;
1183         unsigned long inactive;
1184
1185         inactive = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1186         active = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1187
1188         return (active > inactive);
1189 }
1190
1191 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1192                                                       struct zone *zone)
1193 {
1194         int nid = zone_to_nid(zone);
1195         int zid = zone_idx(zone);
1196         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1197
1198         return &mz->reclaim_stat;
1199 }
1200
1201 struct zone_reclaim_stat *
1202 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1203 {
1204         struct page_cgroup *pc;
1205         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1206
1207         if (mem_cgroup_disabled())
1208                 return NULL;
1209
1210         pc = lookup_page_cgroup(page);
1211         if (!PageCgroupUsed(pc))
1212                 return NULL;
1213         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1214         smp_rmb();
1215         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1216         return &mz->reclaim_stat;
1217 }
1218
1219 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
1220                                         struct list_head *dst,
1221                                         unsigned long *scanned, int order,
1222                                         int mode, struct zone *z,
1223                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
1224                                         int active, int file)
1225 {
1226         unsigned long nr_taken = 0;
1227         struct page *page;
1228         unsigned long scan;
1229         LIST_HEAD(pc_list);
1230         struct list_head *src;
1231         struct page_cgroup *pc, *tmp;
1232         int nid = zone_to_nid(z);
1233         int zid = zone_idx(z);
1234         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1235         int lru = LRU_FILE * file + active;
1236         int ret;
1237
1238         BUG_ON(!mem_cont);
1239         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
1240         src = &mz->lists[lru];
1241
1242         scan = 0;
1243         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
1244                 if (scan >= nr_to_scan)
1245                         break;
1246
1247                 if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
1248                         continue;
1249
1250                 page = lookup_cgroup_page(pc);
1251
1252                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
1253                         continue;
1254
1255                 scan++;
1256                 ret = __isolate_lru_page(page, mode, file);
1257                 switch (ret) {
1258                 case 0:
1259                         list_move(&page->lru, dst);
1260                         mem_cgroup_del_lru(page);
1261                         nr_taken += hpage_nr_pages(page);
1262                         break;
1263                 case -EBUSY:
1264                         /* we don't affect global LRU but rotate in our LRU */
1265                         mem_cgroup_rotate_lru_list(page, page_lru(page));
1266                         break;
1267                 default:
1268                         break;
1269                 }
1270         }
1271
1272         *scanned = scan;
1273
1274         trace_mm_vmscan_memcg_isolate(0, nr_to_scan, scan, nr_taken,
1275                                       0, 0, 0, mode);
1276
1277         return nr_taken;
1278 }
1279
1280 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1281         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1282
1283 /**
1284  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1285  * @mem: the memory cgroup
1286  *
1287  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1288  * pages.
1289  */
1290 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *mem)
1291 {
1292         unsigned long long margin;
1293
1294         margin = res_counter_margin(&mem->res);
1295         if (do_swap_account)
1296                 margin = min(margin, res_counter_margin(&mem->memsw));
1297         return margin >> PAGE_SHIFT;
1298 }
1299
1300 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1301 {
1302         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1303
1304         /* root ? */
1305         if (cgrp->parent == NULL)
1306                 return vm_swappiness;
1307
1308         return memcg->swappiness;
1309 }
1310
1311 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *mem)
1312 {
1313         int cpu;
1314
1315         get_online_cpus();
1316         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1317         for_each_online_cpu(cpu)
1318                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1319         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1320         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1321         put_online_cpus();
1322
1323         synchronize_rcu();
1324 }
1325
1326 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *mem)
1327 {
1328         int cpu;
1329
1330         if (!mem)
1331                 return;
1332         get_online_cpus();
1333         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1334         for_each_online_cpu(cpu)
1335                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1336         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1337         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1338         put_online_cpus();
1339 }
1340 /*
1341  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1342  *
1343  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1344  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1345  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1346  *
1347  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1348  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1349  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1350  */
1351
1352 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *mem)
1353 {
1354         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1355         return this_cpu_read(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1356 }
1357
1358 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *mem)
1359 {
1360         struct mem_cgroup *from;
1361         struct mem_cgroup *to;
1362         bool ret = false;
1363         /*
1364          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1365          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1366          */
1367         spin_lock(&mc.lock);
1368         from = mc.from;
1369         to = mc.to;
1370         if (!from)
1371                 goto unlock;
1372         if (from == mem || to == mem
1373             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&from->css, &mem->css))
1374             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&to->css, &mem->css)))
1375                 ret = true;
1376 unlock:
1377         spin_unlock(&mc.lock);
1378         return ret;
1379 }
1380
1381 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *mem)
1382 {
1383         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1384                 if (mem_cgroup_under_move(mem)) {
1385                         DEFINE_WAIT(wait);
1386                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1387                         /* moving charge context might have finished. */
1388                         if (mc.moving_task)
1389                                 schedule();
1390                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1391                         return true;
1392                 }
1393         }
1394         return false;
1395 }
1396
1397 /**
1398  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1399  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1400  * @p: Task that is going to be killed
1401  *
1402  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1403  * enabled
1404  */
1405 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1406 {
1407         struct cgroup *task_cgrp;
1408         struct cgroup *mem_cgrp;
1409         /*
1410          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1411          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1412          * If this assumption is broken, revisit this code.
1413          */
1414         static char memcg_name[PATH_MAX];
1415         int ret;
1416
1417         if (!memcg || !p)
1418                 return;
1419
1420
1421         rcu_read_lock();
1422
1423         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1424         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1425
1426         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1427         if (ret < 0) {
1428                 /*
1429                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1430                  * But we'll still print out the usage information
1431                  */
1432                 rcu_read_unlock();
1433                 goto done;
1434         }
1435         rcu_read_unlock();
1436
1437         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1438
1439         rcu_read_lock();
1440         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1441         if (ret < 0) {
1442                 rcu_read_unlock();
1443                 goto done;
1444         }
1445         rcu_read_unlock();
1446
1447         /*
1448          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1449          */
1450         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1451 done:
1452
1453         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1454                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1455                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1456                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1457         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1458                 "failcnt %llu\n",
1459                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1460                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1461                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1462 }
1463
1464 /*
1465  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1466  * 1(self count) if no children.
1467  */
1468 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *mem)
1469 {
1470         int num = 0;
1471         struct mem_cgroup *iter;
1472
1473         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1474                 num++;
1475         return num;
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1480  */
1481 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1482 {
1483         u64 limit;
1484         u64 memsw;
1485
1486         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1487         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1488
1489         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1490         /*
1491          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1492          * to this memcg, return that limit.
1493          */
1494         return min(limit, memsw);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * Visit the first child (need not be the first child as per the ordering
1499  * of the cgroup list, since we track last_scanned_child) of @mem and use
1500  * that to reclaim free pages from.
1501  */
1502 static struct mem_cgroup *
1503 mem_cgroup_select_victim(struct mem_cgroup *root_mem)
1504 {
1505         struct mem_cgroup *ret = NULL;
1506         struct cgroup_subsys_state *css;
1507         int nextid, found;
1508
1509         if (!root_mem->use_hierarchy) {
1510                 css_get(&root_mem->css);
1511                 ret = root_mem;
1512         }
1513
1514         while (!ret) {
1515                 rcu_read_lock();
1516                 nextid = root_mem->last_scanned_child + 1;
1517                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid, &root_mem->css,
1518                                    &found);
1519                 if (css && css_tryget(css))
1520                         ret = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
1521
1522                 rcu_read_unlock();
1523                 /* Updates scanning parameter */
1524                 if (!css) {
1525                         /* this means start scan from ID:1 */
1526                         root_mem->last_scanned_child = 0;
1527                 } else
1528                         root_mem->last_scanned_child = found;
1529         }
1530
1531         return ret;
1532 }
1533
1534 /**
1535  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1536  * @mem: the target memcg
1537  * @nid: the node ID to be checked.
1538  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1539  *
1540  * This function returns whether the specified memcg contains any
1541  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1542  * pages in the node.
1543  */
1544 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *mem,
1545                 int nid, bool noswap)
1546 {
1547         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem, nid, LRU_ALL_FILE))
1548                 return true;
1549         if (noswap || !total_swap_pages)
1550                 return false;
1551         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem, nid, LRU_ALL_ANON))
1552                 return true;
1553         return false;
1554
1555 }
1556 #if MAX_NUMNODES > 1
1557
1558 /*
1559  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1560  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1561  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1562  *
1563  */
1564 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *mem)
1565 {
1566         int nid;
1567         /*
1568          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1569          * pagein/pageout changes since the last update.
1570          */
1571         if (!atomic_read(&mem->numainfo_events))
1572                 return;
1573         if (atomic_inc_return(&mem->numainfo_updating) > 1)
1574                 return;
1575
1576         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1577         mem->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1578
1579         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1580
1581                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, false))
1582                         node_clear(nid, mem->scan_nodes);
1583         }
1584
1585         atomic_set(&mem->numainfo_events, 0);
1586         atomic_set(&mem->numainfo_updating, 0);
1587 }
1588
1589 /*
1590  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1591  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1592  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1593  *
1594  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1595  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1596  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1597  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1598  *
1599  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1600  */
1601 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1602 {
1603         int node;
1604
1605         mem_cgroup_may_update_nodemask(mem);
1606         node = mem->last_scanned_node;
1607
1608         node = next_node(node, mem->scan_nodes);
1609         if (node == MAX_NUMNODES)
1610                 node = first_node(mem->scan_nodes);
1611         /*
1612          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1613          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1614          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1615          * we use curret node.
1616          */
1617         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1618                 node = numa_node_id();
1619
1620         mem->last_scanned_node = node;
1621         return node;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1626  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1627  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1628  * enough new information. We need to do double check.
1629  */
1630 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1631 {
1632         int nid;
1633
1634         /*
1635          * quick check...making use of scan_node.
1636          * We can skip unused nodes.
1637          */
1638         if (!nodes_empty(mem->scan_nodes)) {
1639                 for (nid = first_node(mem->scan_nodes);
1640                      nid < MAX_NUMNODES;
1641                      nid = next_node(nid, mem->scan_nodes)) {
1642
1643                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1644                                 return true;
1645                 }
1646         }
1647         /*
1648          * Check rest of nodes.
1649          */
1650         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1651                 if (node_isset(nid, mem->scan_nodes))
1652                         continue;
1653                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1654                         return true;
1655         }
1656         return false;
1657 }
1658
1659 #else
1660 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1661 {
1662         return 0;
1663 }
1664
1665 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1666 {
1667         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, 0, noswap);
1668 }
1669 #endif
1670
1671 static void __mem_cgroup_record_scanstat(unsigned long *stats,
1672                            struct memcg_scanrecord *rec)
1673 {
1674
1675         stats[SCAN] += rec->nr_scanned[0] + rec->nr_scanned[1];
1676         stats[SCAN_ANON] += rec->nr_scanned[0];
1677         stats[SCAN_FILE] += rec->nr_scanned[1];
1678
1679         stats[ROTATE] += rec->nr_rotated[0] + rec->nr_rotated[1];
1680         stats[ROTATE_ANON] += rec->nr_rotated[0];
1681         stats[ROTATE_FILE] += rec->nr_rotated[1];
1682
1683         stats[FREED] += rec->nr_freed[0] + rec->nr_freed[1];
1684         stats[FREED_ANON] += rec->nr_freed[0];
1685         stats[FREED_FILE] += rec->nr_freed[1];
1686
1687         stats[ELAPSED] += rec->elapsed;
1688 }
1689
1690 static void mem_cgroup_record_scanstat(struct memcg_scanrecord *rec)
1691 {
1692         struct mem_cgroup *mem;
1693         int context = rec->context;
1694
1695         if (context >= NR_SCAN_CONTEXT)
1696                 return;
1697
1698         mem = rec->mem;
1699         spin_lock(&mem->scanstat.lock);
1700         __mem_cgroup_record_scanstat(mem->scanstat.stats[context], rec);
1701         spin_unlock(&mem->scanstat.lock);
1702
1703         mem = rec->root;
1704         spin_lock(&mem->scanstat.lock);
1705         __mem_cgroup_record_scanstat(mem->scanstat.rootstats[context], rec);
1706         spin_unlock(&mem->scanstat.lock);
1707 }
1708
1709 /*
1710  * Scan the hierarchy if needed to reclaim memory. We remember the last child
1711  * we reclaimed from, so that we don't end up penalizing one child extensively
1712  * based on its position in the children list.
1713  *
1714  * root_mem is the original ancestor that we've been reclaim from.
1715  *
1716  * We give up and return to the caller when we visit root_mem twice.
1717  * (other groups can be removed while we're walking....)
1718  *
1719  * If shrink==true, for avoiding to free too much, this returns immedieately.
1720  */
1721 static int mem_cgroup_hierarchical_reclaim(struct mem_cgroup *root_mem,
1722                                                 struct zone *zone,
1723                                                 gfp_t gfp_mask,
1724                                                 unsigned long reclaim_options,
1725                                                 unsigned long *total_scanned)
1726 {
1727         struct mem_cgroup *victim;
1728         int ret, total = 0;
1729         int loop = 0;
1730         bool noswap = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
1731         bool shrink = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK;
1732         bool check_soft = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT;
1733         struct memcg_scanrecord rec;
1734         unsigned long excess;
1735         unsigned long scanned;
1736
1737         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res) >> PAGE_SHIFT;
1738
1739         /* If memsw_is_minimum==1, swap-out is of-no-use. */
1740         if (!check_soft && !shrink && root_mem->memsw_is_minimum)
1741                 noswap = true;
1742
1743         if (shrink)
1744                 rec.context = SCAN_BY_SHRINK;
1745         else if (check_soft)
1746                 rec.context = SCAN_BY_SYSTEM;
1747         else
1748                 rec.context = SCAN_BY_LIMIT;
1749
1750         rec.root = root_mem;
1751
1752         while (1) {
1753                 victim = mem_cgroup_select_victim(root_mem);
1754                 if (victim == root_mem) {
1755                         loop++;
1756                         /*
1757                          * We are not draining per cpu cached charges during
1758                          * soft limit reclaim  because global reclaim doesn't
1759                          * care about charges. It tries to free some memory and
1760                          * charges will not give any.
1761                          */
1762                         if (!check_soft && loop >= 1)
1763                                 drain_all_stock_async(root_mem);
1764                         if (loop >= 2) {
1765                                 /*
1766                                  * If we have not been able to reclaim
1767                                  * anything, it might because there are
1768                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1769                                  */
1770                                 if (!check_soft || !total) {
1771                                         css_put(&victim->css);
1772                                         break;
1773                                 }
1774                                 /*
1775                                  * We want to do more targeted reclaim.
1776                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1777                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1778                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1779                                  */
1780                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1781                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS)) {
1782                                         css_put(&victim->css);
1783                                         break;
1784                                 }
1785                         }
1786                 }
1787                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, noswap)) {
1788                         /* this cgroup's local usage == 0 */
1789                         css_put(&victim->css);
1790                         continue;
1791                 }
1792                 rec.mem = victim;
1793                 rec.nr_scanned[0] = 0;
1794                 rec.nr_scanned[1] = 0;
1795                 rec.nr_rotated[0] = 0;
1796                 rec.nr_rotated[1] = 0;
1797                 rec.nr_freed[0] = 0;
1798                 rec.nr_freed[1] = 0;
1799                 rec.elapsed = 0;
1800                 /* we use swappiness of local cgroup */
1801                 if (check_soft) {
1802                         ret = mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask,
1803                                 noswap, zone, &rec, &scanned);
1804                         *total_scanned += scanned;
1805                 } else
1806                         ret = try_to_free_mem_cgroup_pages(victim, gfp_mask,
1807                                                 noswap, &rec);
1808                 mem_cgroup_record_scanstat(&rec);
1809                 css_put(&victim->css);
1810                 /*
1811                  * At shrinking usage, we can't check we should stop here or
1812                  * reclaim more. It's depends on callers. last_scanned_child
1813                  * will work enough for keeping fairness under tree.
1814                  */
1815                 if (shrink)
1816                         return ret;
1817                 total += ret;
1818                 if (check_soft) {
1819                         if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res))
1820                                 return total;
1821                 } else if (mem_cgroup_margin(root_mem))
1822                         return total;
1823         }
1824         return total;
1825 }
1826
1827 /*
1828  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1829  * If someone is running, return false.
1830  * Has to be called with memcg_oom_lock
1831  */
1832 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *mem)
1833 {
1834         int lock_count = -1;
1835         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1836         bool cond = true;
1837
1838         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, mem, cond) {
1839                 bool locked = iter->oom_lock;
1840
1841                 iter->oom_lock = true;
1842                 if (lock_count == -1)
1843                         lock_count = iter->oom_lock;
1844                 else if (lock_count != locked) {
1845                         /*
1846                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1847                          * so we cannot give a lock.
1848                          */
1849                         lock_count = 0;
1850                         failed = iter;
1851                         cond = false;
1852                 }
1853         }
1854
1855         if (!failed)
1856                 goto done;
1857
1858         /*
1859          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1860          * what we set up to the failing subtree
1861          */
1862         cond = true;
1863         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, mem, cond) {
1864                 if (iter == failed) {
1865                         cond = false;
1866                         continue;
1867                 }
1868                 iter->oom_lock = false;
1869         }
1870 done:
1871         return lock_count;
1872 }
1873
1874 /*
1875  * Has to be called with memcg_oom_lock
1876  */
1877 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *mem)
1878 {
1879         struct mem_cgroup *iter;
1880
1881         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1882                 iter->oom_lock = false;
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *mem)
1887 {
1888         struct mem_cgroup *iter;
1889
1890         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1891                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1892 }
1893
1894 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *mem)
1895 {
1896         struct mem_cgroup *iter;
1897
1898         /*
1899          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1900          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1901          * atomic_add_unless() here.
1902          */
1903         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1904                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1905 }
1906
1907 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1908 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1909
1910 struct oom_wait_info {
1911         struct mem_cgroup *mem;
1912         wait_queue_t    wait;
1913 };
1914
1915 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1916         unsigned mode, int sync, void *arg)
1917 {
1918         struct mem_cgroup *wake_mem = (struct mem_cgroup *)arg;
1919         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1920
1921         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1922
1923         if (oom_wait_info->mem == wake_mem)
1924                 goto wakeup;
1925         /* if no hierarchy, no match */
1926         if (!oom_wait_info->mem->use_hierarchy || !wake_mem->use_hierarchy)
1927                 return 0;
1928         /*
1929          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1930          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1931          */
1932         if (!css_is_ancestor(&oom_wait_info->mem->css, &wake_mem->css) &&
1933             !css_is_ancestor(&wake_mem->css, &oom_wait_info->mem->css))
1934                 return 0;
1935
1936 wakeup:
1937         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1938 }
1939
1940 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *mem)
1941 {
1942         /* for filtering, pass "mem" as argument. */
1943         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, mem);
1944 }
1945
1946 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *mem)
1947 {
1948         if (mem && atomic_read(&mem->under_oom))
1949                 memcg_wakeup_oom(mem);
1950 }
1951
1952 /*
1953  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1954  */
1955 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *mem, gfp_t mask)
1956 {
1957         struct oom_wait_info owait;
1958         bool locked, need_to_kill;
1959
1960         owait.mem = mem;
1961         owait.wait.flags = 0;
1962         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1963         owait.wait.private = current;
1964         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1965         need_to_kill = true;
1966         mem_cgroup_mark_under_oom(mem);
1967
1968         /* At first, try to OOM lock hierarchy under mem.*/
1969         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1970         locked = mem_cgroup_oom_lock(mem);
1971         /*
1972          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1973          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1974          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1975          */
1976         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1977         if (!locked || mem->oom_kill_disable)
1978                 need_to_kill = false;
1979         if (locked)
1980                 mem_cgroup_oom_notify(mem);
1981         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1982
1983         if (need_to_kill) {
1984                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1985                 mem_cgroup_out_of_memory(mem, mask);
1986         } else {
1987                 schedule();
1988                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1989         }
1990         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1991         if (locked)
1992                 mem_cgroup_oom_unlock(mem);
1993         memcg_wakeup_oom(mem);
1994         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1995
1996         mem_cgroup_unmark_under_oom(mem);
1997
1998         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1999                 return false;
2000         /* Give chance to dying process */
2001         schedule_timeout(1);
2002         return true;
2003 }
2004
2005 /*
2006  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2007  * generalized to update other statistics as well.
2008  *
2009  * Notes: Race condition
2010  *
2011  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2012  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2013  * to do so _always_.
2014  *
2015  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2016  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2017  * are no race with "charge".
2018  *
2019  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2020  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2021  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2022  * by flags.
2023  *
2024  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2025  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
2026  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
2027  */
2028
2029 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2030                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2031 {
2032         struct mem_cgroup *mem;
2033         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2034         bool need_unlock = false;
2035         unsigned long uninitialized_var(flags);
2036
2037         if (unlikely(!pc))
2038                 return;
2039
2040         rcu_read_lock();
2041         mem = pc->mem_cgroup;
2042         if (unlikely(!mem || !PageCgroupUsed(pc)))
2043                 goto out;
2044         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
2045         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(mem)) || PageTransHuge(page)) {
2046                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
2047                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2048                 need_unlock = true;
2049                 mem = pc->mem_cgroup;
2050                 if (!mem || !PageCgroupUsed(pc))
2051                         goto out;
2052         }
2053
2054         switch (idx) {
2055         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2056                 if (val > 0)
2057                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
2058                 else if (!page_mapped(page))
2059                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
2060                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2061                 break;
2062         default:
2063                 BUG();
2064         }
2065
2066         this_cpu_add(mem->stat->count[idx], val);
2067
2068 out:
2069         if (unlikely(need_unlock))
2070                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2071         rcu_read_unlock();
2072         return;
2073 }
2074 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
2075
2076 /*
2077  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2078  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2079  */
2080 #define CHARGE_BATCH    32U
2081 struct memcg_stock_pcp {
2082         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2083         unsigned int nr_pages;
2084         struct work_struct work;
2085         unsigned long flags;
2086 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2087 };
2088 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2089 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2090
2091 /*
2092  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2093  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2094  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2095  * refilled.
2096  */
2097 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *mem)
2098 {
2099         struct memcg_stock_pcp *stock;
2100         bool ret = true;
2101
2102         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2103         if (mem == stock->cached && stock->nr_pages)
2104                 stock->nr_pages--;
2105         else /* need to call res_counter_charge */
2106                 ret = false;
2107         put_cpu_var(memcg_stock);
2108         return ret;
2109 }
2110
2111 /*
2112  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2113  */
2114 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2115 {
2116         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2117
2118         if (stock->nr_pages) {
2119                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2120
2121                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2122                 if (do_swap_account)
2123                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2124                 stock->nr_pages = 0;
2125         }
2126         stock->cached = NULL;
2127 }
2128
2129 /*
2130  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2131  * a thread which is pinned to local cpu.
2132  */
2133 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2134 {
2135         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2136         drain_stock(stock);
2137         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2138 }
2139
2140 /*
2141  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2142  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2143  */
2144 static void refill_stock(struct mem_cgroup *mem, unsigned int nr_pages)
2145 {
2146         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2147
2148         if (stock->cached != mem) { /* reset if necessary */
2149                 drain_stock(stock);
2150                 stock->cached = mem;
2151         }
2152         stock->nr_pages += nr_pages;
2153         put_cpu_var(memcg_stock);
2154 }
2155
2156 /*
2157  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2158  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2159  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2160  * it.
2161  */
2162 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_mem)
2163 {
2164         int cpu, curcpu;
2165         /*
2166          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2167          */
2168         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2169                 return;
2170         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2171         get_online_cpus();
2172         /*
2173          * Get a hint for avoiding draining charges on the current cpu,
2174          * which must be exhausted by our charging.  It is not required that
2175          * this be a precise check, so we use raw_smp_processor_id() instead of
2176          * getcpu()/putcpu().
2177          */
2178         curcpu = raw_smp_processor_id();
2179         for_each_online_cpu(cpu) {
2180                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2181                 struct mem_cgroup *mem;
2182
2183                 if (cpu == curcpu)
2184                         continue;
2185
2186                 mem = stock->cached;
2187                 if (!mem)
2188                         continue;
2189                 if (mem != root_mem) {
2190                         if (!root_mem->use_hierarchy)
2191                                 continue;
2192                         /* check whether "mem" is under tree of "root_mem" */
2193                         if (!css_is_ancestor(&mem->css, &root_mem->css))
2194                                 continue;
2195                 }
2196                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2197                         schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2198         }
2199         put_online_cpus();
2200         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2201         /* We don't wait for flush_work */
2202 }
2203
2204 /* This is a synchronous drain interface. */
2205 static void drain_all_stock_sync(void)
2206 {
2207         /* called when force_empty is called */
2208         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2209         schedule_on_each_cpu(drain_local_stock);
2210         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2215  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2216  */
2217 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2218 {
2219         int i;
2220
2221         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2222         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2223                 long x = per_cpu(mem->stat->count[i], cpu);
2224
2225                 per_cpu(mem->stat->count[i], cpu) = 0;
2226                 mem->nocpu_base.count[i] += x;
2227         }
2228         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2229                 unsigned long x = per_cpu(mem->stat->events[i], cpu);
2230
2231                 per_cpu(mem->stat->events[i], cpu) = 0;
2232                 mem->nocpu_base.events[i] += x;
2233         }
2234         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2235         per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2236         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2237 }
2238
2239 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2240 {
2241         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2242
2243         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2244         per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu) = mem->nocpu_base.count[idx];
2245         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2246 }
2247
2248 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2249                                         unsigned long action,
2250                                         void *hcpu)
2251 {
2252         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2253         struct memcg_stock_pcp *stock;
2254         struct mem_cgroup *iter;
2255
2256         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2257                 for_each_mem_cgroup_all(iter)
2258                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2259                 return NOTIFY_OK;
2260         }
2261
2262         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2263                 return NOTIFY_OK;
2264
2265         for_each_mem_cgroup_all(iter)
2266                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2267
2268         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2269         drain_stock(stock);
2270         return NOTIFY_OK;
2271 }
2272
2273
2274 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2275 enum {
2276         CHARGE_OK,              /* success */
2277         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2278         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2279         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2280         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2281 };
2282
2283 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask,
2284                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2285 {
2286         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2287         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2288         struct res_counter *fail_res;
2289         unsigned long flags = 0;
2290         int ret;
2291
2292         ret = res_counter_charge(&mem->res, csize, &fail_res);
2293
2294         if (likely(!ret)) {
2295                 if (!do_swap_account)
2296                         return CHARGE_OK;
2297                 ret = res_counter_charge(&mem->memsw, csize, &fail_res);
2298                 if (likely(!ret))
2299                         return CHARGE_OK;
2300
2301                 res_counter_uncharge(&mem->res, csize);
2302                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2303                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2304         } else
2305                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2306         /*
2307          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2308          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2309          *
2310          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2311          * single page instead.
2312          */
2313         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2314                 return CHARGE_RETRY;
2315
2316         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2317                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2318
2319         ret = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mem_over_limit, NULL,
2320                                               gfp_mask, flags, NULL);
2321         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2322                 return CHARGE_RETRY;
2323         /*
2324          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2325          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2326          * before killing the task.
2327          *
2328          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2329          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2330          * to regular pages anyway in case of failure.
2331          */
2332         if (nr_pages == 1 && ret)
2333                 return CHARGE_RETRY;
2334
2335         /*
2336          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2337          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2338          */
2339         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2340                 return CHARGE_RETRY;
2341
2342         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2343         if (!oom_check)
2344                 return CHARGE_NOMEM;
2345         /* check OOM */
2346         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2347                 return CHARGE_OOM_DIE;
2348
2349         return CHARGE_RETRY;
2350 }
2351
2352 /*
2353  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2354  * oom-killer can be invoked.
2355  */
2356 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2357                                    gfp_t gfp_mask,
2358                                    unsigned int nr_pages,
2359                                    struct mem_cgroup **memcg,
2360                                    bool oom)
2361 {
2362         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2363         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2364         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2365         int ret;
2366
2367         /*
2368          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2369          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2370          * MEMDIE process.
2371          */
2372         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2373                      || fatal_signal_pending(current)))
2374                 goto bypass;
2375
2376         /*
2377          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2378          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2379          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2380          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2381          */
2382         if (!*memcg && !mm)
2383                 goto bypass;
2384 again:
2385         if (*memcg) { /* css should be a valid one */
2386                 mem = *memcg;
2387                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&mem->css));
2388                 if (mem_cgroup_is_root(mem))
2389                         goto done;
2390                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem))
2391                         goto done;
2392                 css_get(&mem->css);
2393         } else {
2394                 struct task_struct *p;
2395
2396                 rcu_read_lock();
2397                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2398                 /*
2399                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2400                  * In that case, "mem" can point to root or p can be NULL with
2401                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2402                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2403                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2404                  * small race, here.
2405                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2406                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2407                  */
2408                 mem = mem_cgroup_from_task(p);
2409                 if (!mem || mem_cgroup_is_root(mem)) {
2410                         rcu_read_unlock();
2411                         goto done;
2412                 }
2413                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem)) {
2414                         /*
2415                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2416                          * But considering how consume_stok works, it's not
2417                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2418                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2419                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2420                          * calling consume_stock().
2421                          */
2422                         rcu_read_unlock();
2423                         goto done;
2424                 }
2425                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2426                 if (!css_tryget(&mem->css)) {
2427                         rcu_read_unlock();
2428                         goto again;
2429                 }
2430                 rcu_read_unlock();
2431         }
2432
2433         do {
2434                 bool oom_check;
2435
2436                 /* If killed, bypass charge */
2437                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2438                         css_put(&mem->css);
2439                         goto bypass;
2440                 }
2441
2442                 oom_check = false;
2443                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2444                         oom_check = true;
2445                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2446                 }
2447
2448                 ret = mem_cgroup_do_charge(mem, gfp_mask, batch, oom_check);
2449                 switch (ret) {
2450                 case CHARGE_OK:
2451                         break;
2452                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2453                         batch = nr_pages;
2454                         css_put(&mem->css);
2455                         mem = NULL;
2456                         goto again;
2457                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2458                         css_put(&mem->css);
2459                         goto nomem;
2460                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2461                         if (!oom) {
2462                                 css_put(&mem->css);
2463                                 goto nomem;
2464                         }
2465                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2466                         nr_oom_retries--;
2467                         break;
2468                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2469                         css_put(&mem->css);
2470                         goto bypass;
2471                 }
2472         } while (ret != CHARGE_OK);
2473
2474         if (batch > nr_pages)
2475                 refill_stock(mem, batch - nr_pages);
2476         css_put(&mem->css);
2477 done:
2478         *memcg = mem;
2479         return 0;
2480 nomem:
2481         *memcg = NULL;
2482         return -ENOMEM;
2483 bypass:
2484         *memcg = NULL;
2485         return 0;
2486 }
2487
2488 /*
2489  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2490  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2491  * gotten by try_charge().
2492  */
2493 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *mem,
2494                                        unsigned int nr_pages)
2495 {
2496         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
2497                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2498
2499                 res_counter_uncharge(&mem->res, bytes);
2500                 if (do_swap_account)
2501                         res_counter_uncharge(&mem->memsw, bytes);
2502         }
2503 }
2504
2505 /*
2506  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2507  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2508  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2509  * memcg.)
2510  */
2511 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2512 {
2513         struct cgroup_subsys_state *css;
2514
2515         /* ID 0 is unused ID */
2516         if (!id)
2517                 return NULL;
2518         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2519         if (!css)
2520                 return NULL;
2521         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2522 }
2523
2524 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2525 {
2526         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2527         struct page_cgroup *pc;
2528         unsigned short id;
2529         swp_entry_t ent;
2530
2531         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2532
2533         pc = lookup_page_cgroup(page);
2534         lock_page_cgroup(pc);
2535         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2536                 mem = pc->mem_cgroup;
2537                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2538                         mem = NULL;
2539         } else if (PageSwapCache(page)) {
2540                 ent.val = page_private(page);
2541                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2542                 rcu_read_lock();
2543                 mem = mem_cgroup_lookup(id);
2544                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2545                         mem = NULL;
2546                 rcu_read_unlock();
2547         }
2548         unlock_page_cgroup(pc);
2549         return mem;
2550 }
2551
2552 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *mem,
2553                                        struct page *page,
2554                                        unsigned int nr_pages,
2555                                        struct page_cgroup *pc,
2556                                        enum charge_type ctype)
2557 {
2558         lock_page_cgroup(pc);
2559         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2560                 unlock_page_cgroup(pc);
2561                 __mem_cgroup_cancel_charge(mem, nr_pages);
2562                 return;
2563         }
2564         /*
2565          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2566          * accessed by any other context at this point.
2567          */
2568         pc->mem_cgroup = mem;
2569         /*
2570          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2571          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2572          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2573          * before USED bit, we need memory barrier here.
2574          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2575          */
2576         smp_wmb();
2577         switch (ctype) {
2578         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2579         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2580                 SetPageCgroupCache(pc);
2581                 SetPageCgroupUsed(pc);
2582                 break;
2583         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2584                 ClearPageCgroupCache(pc);
2585                 SetPageCgroupUsed(pc);
2586                 break;
2587         default:
2588                 break;
2589         }
2590
2591         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2592         unlock_page_cgroup(pc);
2593         /*
2594          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2595          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2596          * if they exceeds softlimit.
2597          */
2598         memcg_check_events(mem, page);
2599 }
2600
2601 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2602
2603 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2604                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2605 /*
2606  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2607  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compund_lock.
2608  */
2609 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head, struct page *tail)
2610 {
2611         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2612         struct page_cgroup *tail_pc = lookup_page_cgroup(tail);
2613         unsigned long flags;
2614
2615         if (mem_cgroup_disabled())
2616                 return;
2617         /*
2618          * We have no races with charge/uncharge but will have races with
2619          * page state accounting.
2620          */
2621         move_lock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2622
2623         tail_pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2624         smp_wmb(); /* see __commit_charge() */
2625         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2626                 enum lru_list lru;
2627                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2628
2629                 /*
2630                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2631                  *.page to LRU by generic call and our hook will be called.
2632                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2633                  */
2634                 lru = page_lru(head);
2635                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2636                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1;
2637         }
2638         tail_pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2639         move_unlock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2640 }
2641 #endif
2642
2643 /**
2644  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2645  * @page: the page
2646  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2647  * @pc: page_cgroup of the page.
2648  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2649  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2650  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2651  *
2652  * The caller must confirm following.
2653  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2654  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2655  *
2656  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2657  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2658  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2659  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2660  */
2661 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2662                                    unsigned int nr_pages,
2663                                    struct page_cgroup *pc,
2664                                    struct mem_cgroup *from,
2665                                    struct mem_cgroup *to,
2666                                    bool uncharge)
2667 {
2668         unsigned long flags;
2669         int ret;
2670
2671         VM_BUG_ON(from == to);
2672         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2673         /*
2674          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2675          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2676          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2677          * hold it.
2678          */
2679         ret = -EBUSY;
2680         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2681                 goto out;
2682
2683         lock_page_cgroup(pc);
2684
2685         ret = -EINVAL;
2686         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2687                 goto unlock;
2688
2689         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2690
2691         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2692                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2693                 preempt_disable();
2694                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2695                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2696                 preempt_enable();
2697         }
2698         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2699         if (uncharge)
2700                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2701                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2702
2703         /* caller should have done css_get */
2704         pc->mem_cgroup = to;
2705         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2706         /*
2707          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2708          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2709          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2710          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2711          * status here.
2712          */
2713         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2714         ret = 0;
2715 unlock:
2716         unlock_page_cgroup(pc);
2717         /*
2718          * check events
2719          */
2720         memcg_check_events(to, page);
2721         memcg_check_events(from, page);
2722 out:
2723         return ret;
2724 }
2725
2726 /*
2727  * move charges to its parent.
2728  */
2729
2730 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2731                                   struct page_cgroup *pc,
2732                                   struct mem_cgroup *child,
2733                                   gfp_t gfp_mask)
2734 {
2735         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2736         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2737         struct mem_cgroup *parent;
2738         unsigned int nr_pages;
2739         unsigned long uninitialized_var(flags);
2740         int ret;
2741
2742         /* Is ROOT ? */
2743         if (!pcg)
2744                 return -EINVAL;
2745
2746         ret = -EBUSY;
2747         if (!get_page_unless_zero(page))
2748                 goto out;
2749         if (isolate_lru_page(page))
2750                 goto put;
2751
2752         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2753
2754         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2755         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2756         if (ret || !parent)
2757                 goto put_back;
2758
2759         if (nr_pages > 1)
2760                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2761
2762         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2763         if (ret)
2764                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2765
2766         if (nr_pages > 1)
2767                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2768 put_back:
2769         putback_lru_page(page);
2770 put:
2771         put_page(page);
2772 out:
2773         return ret;
2774 }
2775
2776 /*
2777  * Charge the memory controller for page usage.
2778  * Return
2779  * 0 if the charge was successful
2780  * < 0 if the cgroup is over its limit
2781  */
2782 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2783                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2784 {
2785         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2786         unsigned int nr_pages = 1;
2787         struct page_cgroup *pc;
2788         bool oom = true;
2789         int ret;
2790
2791         if (PageTransHuge(page)) {
2792                 nr_pages <<= compound_order(page);
2793                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2794                 /*
2795                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2796                  * fault handler will fall back to regular pages.
2797                  */
2798                 oom = false;
2799         }
2800
2801         pc = lookup_page_cgroup(page);
2802         BUG_ON(!pc); /* XXX: remove this and move pc lookup into commit */
2803
2804         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &mem, oom);
2805         if (ret || !mem)
2806                 return ret;
2807
2808         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, nr_pages, pc, ctype);
2809         return 0;
2810 }
2811
2812 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2813                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2814 {
2815         if (mem_cgroup_disabled())
2816                 return 0;
2817         /*
2818          * If already mapped, we don't have to account.
2819          * If page cache, page->mapping has address_space.
2820          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2821          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2822          * is NULL.
2823          */
2824         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2825                 return 0;
2826         if (unlikely(!mm))
2827                 mm = &init_mm;
2828         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2829                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2830 }
2831
2832 static void
2833 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2834                                         enum charge_type ctype);
2835
2836 static void
2837 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *mem,
2838                                         enum charge_type ctype)
2839 {
2840         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2841         /*
2842          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2843          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2844          * LRU. Take care of it.
2845          */
2846         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2847         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
2848         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2849         return;
2850 }
2851
2852 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2853                                 gfp_t gfp_mask)
2854 {
2855         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2856         int ret;
2857
2858         if (mem_cgroup_disabled())
2859                 return 0;
2860         if (PageCompound(page))
2861                 return 0;
2862         /*
2863          * Corner case handling. This is called from add_to_page_cache()
2864          * in usual. But some FS (shmem) precharges this page before calling it
2865          * and call add_to_page_cache() with GFP_NOWAIT.
2866          *
2867          * For GFP_NOWAIT case, the page may be pre-charged before calling
2868          * add_to_page_cache(). (See shmem.c) check it here and avoid to call
2869          * charge twice. (It works but has to pay a bit larger cost.)
2870          * And when the page is SwapCache, it should take swap information
2871          * into account. This is under lock_page() now.
2872          */
2873         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
2874                 struct page_cgroup *pc;
2875
2876                 pc = lookup_page_cgroup(page);
2877                 if (!pc)
2878                         return 0;
2879                 lock_page_cgroup(pc);
2880                 if (PageCgroupUsed(pc)) {
2881                         unlock_page_cgroup(pc);
2882                         return 0;
2883                 }
2884                 unlock_page_cgroup(pc);
2885         }
2886
2887         if (unlikely(!mm))
2888                 mm = &init_mm;
2889
2890         if (page_is_file_cache(page)) {
2891                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &mem, true);
2892                 if (ret || !mem)
2893                         return ret;
2894
2895                 /*
2896                  * FUSE reuses pages without going through the final
2897                  * put that would remove them from the LRU list, make
2898                  * sure that they get relinked properly.
2899                  */
2900                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, mem,
2901                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2902                 return ret;
2903         }
2904         /* shmem */
2905         if (PageSwapCache(page)) {
2906                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
2907                 if (!ret)
2908                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, mem,
2909                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2910         } else
2911                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2912                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2913
2914         return ret;
2915 }
2916
2917 /*
2918  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2919  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2920  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2921  * "commit()" or removed by "cancel()"
2922  */
2923 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2924                                  struct page *page,
2925                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
2926 {
2927         struct mem_cgroup *mem;
2928         int ret;
2929
2930         *ptr = NULL;
2931
2932         if (mem_cgroup_disabled())
2933                 return 0;
2934
2935         if (!do_swap_account)
2936                 goto charge_cur_mm;
2937         /*
2938          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2939          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2940          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2941          * KSM case which does need to charge the page.
2942          */
2943         if (!PageSwapCache(page))
2944                 goto charge_cur_mm;
2945         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2946         if (!mem)
2947                 goto charge_cur_mm;
2948         *ptr = mem;
2949         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, ptr, true);
2950         css_put(&mem->css);
2951         return ret;
2952 charge_cur_mm:
2953         if (unlikely(!mm))
2954                 mm = &init_mm;
2955         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, ptr, true);
2956 }
2957
2958 static void
2959 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2960                                         enum charge_type ctype)
2961 {
2962         if (mem_cgroup_disabled())
2963                 return;
2964         if (!ptr)
2965                 return;
2966         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
2967
2968         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, ptr, ctype);
2969         /*
2970          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2971          * counted both as mem and swap....double count.
2972          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2973          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2974          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2975          */
2976         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2977                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2978                 unsigned short id;
2979                 struct mem_cgroup *memcg;
2980
2981                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2982                 rcu_read_lock();
2983                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2984                 if (memcg) {
2985                         /*
2986                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2987                          * calling css_tryget
2988                          */
2989                         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2990                                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2991                         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2992                         mem_cgroup_put(memcg);
2993                 }
2994                 rcu_read_unlock();
2995         }
2996         /*
2997          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2998          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2999          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3000          */
3001         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
3002 }
3003
3004 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
3005 {
3006         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
3007                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3008 }
3009
3010 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *mem)
3011 {
3012         if (mem_cgroup_disabled())
3013                 return;
3014         if (!mem)
3015                 return;
3016         __mem_cgroup_cancel_charge(mem, 1);
3017 }
3018
3019 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *mem,
3020                                    unsigned int nr_pages,
3021                                    const enum charge_type ctype)
3022 {
3023         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3024         bool uncharge_memsw = true;
3025
3026         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3027         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3028                 uncharge_memsw = false;
3029
3030         batch = &current->memcg_batch;
3031         /*
3032          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3033          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3034          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3035          */
3036         if (!batch->memcg)
3037                 batch->memcg = mem;
3038         /*
3039          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3040          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3041          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3042          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3043          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3044          */
3045
3046         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3047                 goto direct_uncharge;
3048
3049         if (nr_pages > 1)
3050                 goto direct_uncharge;
3051
3052         /*
3053          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3054          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3055          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3056          */
3057         if (batch->memcg != mem)
3058                 goto direct_uncharge;
3059         /* remember freed charge and uncharge it later */
3060         batch->nr_pages++;
3061         if (uncharge_memsw)
3062                 batch->memsw_nr_pages++;
3063         return;
3064 direct_uncharge:
3065         res_counter_uncharge(&mem->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3066         if (uncharge_memsw)
3067                 res_counter_uncharge(&mem->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3068         if (unlikely(batch->memcg != mem))
3069                 memcg_oom_recover(mem);
3070         return;
3071 }
3072
3073 /*
3074  * uncharge if !page_mapped(page)
3075  */
3076 static struct mem_cgroup *
3077 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
3078 {
3079         struct mem_cgroup *mem = NULL;
3080         unsigned int nr_pages = 1;
3081         struct page_cgroup *pc;
3082
3083         if (mem_cgroup_disabled())
3084                 return NULL;
3085
3086         if (PageSwapCache(page))
3087                 return NULL;
3088
3089         if (PageTransHuge(page)) {
3090                 nr_pages <<= compound_order(page);
3091                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3092         }
3093         /*
3094          * Check if our page_cgroup is valid
3095          */
3096         pc = lookup_page_cgroup(page);
3097         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
3098                 return NULL;
3099
3100         lock_page_cgroup(pc);
3101
3102         mem = pc->mem_cgroup;
3103
3104         if (!PageCgroupUsed(pc))
3105                 goto unlock_out;
3106
3107         switch (ctype) {
3108         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
3109         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3110                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3111                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3112                         goto unlock_out;
3113                 break;
3114         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3115                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3116                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3117                                 goto unlock_out;
3118                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3119                                 goto unlock_out;
3120                 break;
3121         default:
3122                 break;
3123         }
3124
3125         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
3126
3127         ClearPageCgroupUsed(pc);
3128         /*
3129          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3130          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3131          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3132          * special functions.
3133          */
3134
3135         unlock_page_cgroup(pc);
3136         /*
3137          * even after unlock, we have mem->res.usage here and this memcg
3138          * will never be freed.
3139          */
3140         memcg_check_events(mem, page);
3141         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3142                 mem_cgroup_swap_statistics(mem, true);
3143                 mem_cgroup_get(mem);
3144         }
3145         if (!mem_cgroup_is_root(mem))
3146                 mem_cgroup_do_uncharge(mem, nr_pages, ctype);
3147
3148         return mem;
3149
3150 unlock_out:
3151         unlock_page_cgroup(pc);
3152         return NULL;
3153 }
3154
3155 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3156 {
3157         /* early check. */
3158         if (page_mapped(page))
3159                 return;
3160         if (page->mapping && !PageAnon(page))
3161                 return;
3162         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3163 }
3164
3165 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3166 {
3167         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3168         VM_BUG_ON(page->mapping);
3169         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3170 }
3171
3172 /*
3173  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3174  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3175  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3176  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3177  * This may be called prural(2) times in a context,
3178  */
3179
3180 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3181 {
3182         current->memcg_batch.do_batch++;
3183         /* We can do nest. */
3184         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3185                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3186                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3187                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3188         }
3189 }
3190
3191 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3192 {
3193         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3194
3195         if (!batch->do_batch)
3196                 return;
3197
3198         batch->do_batch--;
3199         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3200                 return;
3201
3202         if (!batch->memcg)
3203                 return;
3204         /*
3205          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3206          * bacause we hide charges behind us.
3207          */
3208         if (batch->nr_pages)
3209                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3210                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3211         if (batch->memsw_nr_pages)
3212                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3213                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3214         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3215         /* forget this pointer (for sanity check) */
3216         batch->memcg = NULL;
3217 }
3218
3219 #ifdef CONFIG_SWAP
3220 /*
3221  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3222  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3223  */
3224 void
3225 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3226 {
3227         struct mem_cgroup *memcg;
3228         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3229
3230         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3231                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3232
3233         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3234
3235         /*
3236          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3237          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3238          */
3239         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3240                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3241 }
3242 #endif
3243
3244 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3245 /*
3246  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3247  * uncharge "memsw" account.
3248  */
3249 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3250 {
3251         struct mem_cgroup *memcg;
3252         unsigned short id;
3253
3254         if (!do_swap_account)
3255                 return;
3256
3257         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3258         rcu_read_lock();
3259         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3260         if (memcg) {
3261                 /*
3262                  * We uncharge this because swap is freed.
3263                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3264                  */
3265                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3266                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3267                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3268                 mem_cgroup_put(memcg);
3269         }
3270         rcu_read_unlock();
3271 }
3272
3273 /**
3274  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3275  * @entry: swap entry to be moved
3276  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3277  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3278  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3279  *
3280  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3281  * as the mem_cgroup's id of @from.
3282  *
3283  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3284  *
3285  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3286  * both res and memsw, and called css_get().
3287  */
3288 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3289                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3290 {
3291         unsigned short old_id, new_id;
3292
3293         old_id = css_id(&from->css);
3294         new_id = css_id(&to->css);
3295
3296         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3297                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3298                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3299                 /*
3300                  * This function is only called from task migration context now.
3301                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3302                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3303                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3304                  * because if the process that has been moved to @to does
3305                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3306                  */
3307                 mem_cgroup_get(to);
3308                 if (need_fixup) {
3309                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3310                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3311                         mem_cgroup_put(from);
3312                         /*
3313                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3314                          * uncharge to->res.
3315                          */
3316                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3317                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3318                 }
3319                 return 0;
3320         }
3321         return -EINVAL;
3322 }
3323 #else
3324 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3325                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3326 {
3327         return -EINVAL;
3328 }
3329 #endif
3330
3331 /*
3332  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3333  * page belongs to.
3334  */
3335 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3336         struct page *newpage, struct mem_cgroup **ptr, gfp_t gfp_mask)
3337 {
3338         struct mem_cgroup *mem = NULL;
3339         struct page_cgroup *pc;
3340         enum charge_type ctype;
3341         int ret = 0;
3342
3343         *ptr = NULL;
3344
3345         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3346         if (mem_cgroup_disabled())
3347                 return 0;
3348
3349         pc = lookup_page_cgroup(page);
3350         lock_page_cgroup(pc);
3351         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3352                 mem = pc->mem_cgroup;
3353                 css_get(&mem->css);
3354                 /*
3355                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3356                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3357                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3358                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3359                  * until end_migration() is called
3360                  *
3361                  * Corner Case Thinking
3362                  * A)
3363                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3364                  * while migration was ongoing.
3365                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3366                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3367                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3368                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3369                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3370                  *
3371                  * B)
3372                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3373                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3374                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3375                  * without charging it again.
3376                  *
3377                  * C)
3378                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3379                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3380                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3381                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3382                  */
3383                 if (PageAnon(page))
3384                         SetPageCgroupMigration(pc);
3385         }
3386         unlock_page_cgroup(pc);
3387         /*
3388          * If the page is not charged at this point,
3389          * we return here.
3390          */
3391         if (!mem)
3392                 return 0;
3393
3394         *ptr = mem;
3395         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, ptr, false);
3396         css_put(&mem->css);/* drop extra refcnt */
3397         if (ret || *ptr == NULL) {
3398                 if (PageAnon(page)) {
3399                         lock_page_cgroup(pc);
3400                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3401                         unlock_page_cgroup(pc);
3402                         /*
3403                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3404                          */
3405                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3406                 }
3407                 return -ENOMEM;
3408         }
3409         /*
3410          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3411          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3412          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3413          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3414          */
3415         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3416         if (PageAnon(page))
3417                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3418         else if (page_is_file_cache(page))
3419                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3420         else
3421                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3422         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
3423         return ret;
3424 }
3425
3426 /* remove redundant charge if migration failed*/
3427 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *mem,
3428         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3429 {
3430         struct page *used, *unused;
3431         struct page_cgroup *pc;
3432
3433         if (!mem)
3434                 return;
3435         /* blocks rmdir() */
3436         cgroup_exclude_rmdir(&mem->css);
3437         if (!migration_ok) {
3438                 used = oldpage;
3439                 unused = newpage;
3440         } else {
3441                 used = newpage;
3442                 unused = oldpage;
3443         }
3444         /*
3445          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3446          * of the page goes down to zero, temporarly.
3447          * Clear the flag and check the page should be charged.
3448          */
3449         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3450         lock_page_cgroup(pc);
3451         ClearPageCgroupMigration(pc);
3452         unlock_page_cgroup(pc);
3453
3454         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3455
3456         /*
3457          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3458          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3459          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3460          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3461          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3462          * check. (see prepare_charge() also)
3463          */
3464         if (PageAnon(used))
3465                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3466         /*
3467          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3468          * tasks.
3469          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3470          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3471          */
3472         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&mem->css);
3473 }
3474
3475 /*
3476  * A call to try to shrink memory usage on charge failure at shmem's swapin.
3477  * Calling hierarchical_reclaim is not enough because we should update
3478  * last_oom_jiffies to prevent pagefault_out_of_memory from invoking global OOM.
3479  * Moreover considering hierarchy, we should reclaim from the mem_over_limit,
3480  * not from the memcg which this page would be charged to.
3481  * try_charge_swapin does all of these works properly.
3482  */
3483 int mem_cgroup_shmem_charge_fallback(struct page *page,
3484                             struct mm_struct *mm,
3485                             gfp_t gfp_mask)
3486 {
3487         struct mem_cgroup *mem;
3488         int ret;
3489
3490         if (mem_cgroup_disabled())
3491                 return 0;
3492
3493         ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
3494         if (!ret)
3495                 mem_cgroup_cancel_charge_swapin(mem); /* it does !mem check */
3496