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