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