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