]> git.openfabrics.org - ~shefty/rdma-dev.git/blob - mm/memcontrol.c
a1811ce60e20f597b76417727e94b4e19a1aa098
[~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 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_MEMCG_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_MEMCG_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_SWAP, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
95         "cache",
96         "rss",
97         "mapped_file",
98         "swap",
99 };
100
101 enum mem_cgroup_events_index {
102         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
107 };
108
109 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
110         "pgpgin",
111         "pgpgout",
112         "pgfault",
113         "pgmajfault",
114 };
115
116 /*
117  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
118  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
119  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
120  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
121  */
122 enum mem_cgroup_events_target {
123         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
124         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
125         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
126         MEM_CGROUP_NTARGETS,
127 };
128 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
129 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
130 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
131
132 struct mem_cgroup_stat_cpu {
133         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
134         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
135         unsigned long nr_page_events;
136         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
137 };
138
139 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
140         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
141         int position;
142         /* scan generation, increased every round-trip */
143         unsigned int generation;
144 };
145
146 /*
147  * per-zone information in memory controller.
148  */
149 struct mem_cgroup_per_zone {
150         struct lruvec           lruvec;
151         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
152
153         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
154
155         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
156         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
157                                                 /* the soft limit is exceeded*/
158         bool                    on_tree;
159         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
160                                                 /* use container_of        */
161 };
162
163 struct mem_cgroup_per_node {
164         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
165 };
166
167 struct mem_cgroup_lru_info {
168         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
169 };
170
171 /*
172  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
173  * their hierarchy representation
174  */
175
176 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
177         struct rb_root rb_root;
178         spinlock_t lock;
179 };
180
181 struct mem_cgroup_tree_per_node {
182         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
183 };
184
185 struct mem_cgroup_tree {
186         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
187 };
188
189 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
190
191 struct mem_cgroup_threshold {
192         struct eventfd_ctx *eventfd;
193         u64 threshold;
194 };
195
196 /* For threshold */
197 struct mem_cgroup_threshold_ary {
198         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
199         int current_threshold;
200         /* Size of entries[] */
201         unsigned int size;
202         /* Array of thresholds */
203         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
204 };
205
206 struct mem_cgroup_thresholds {
207         /* Primary thresholds array */
208         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
209         /*
210          * Spare threshold array.
211          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
212          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
213          */
214         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
215 };
216
217 /* for OOM */
218 struct mem_cgroup_eventfd_list {
219         struct list_head list;
220         struct eventfd_ctx *eventfd;
221 };
222
223 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
224 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
225
226 /*
227  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
228  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
229  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
230  * to help the administrator determine what knobs to tune.
231  *
232  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
233  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
234  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
235  * a feature that will be implemented much later in the future.
236  */
237 struct mem_cgroup {
238         struct cgroup_subsys_state css;
239         /*
240          * the counter to account for memory usage
241          */
242         struct res_counter res;
243
244         union {
245                 /*
246                  * the counter to account for mem+swap usage.
247                  */
248                 struct res_counter memsw;
249
250                 /*
251                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
252                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
253                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
254                  * in a union with the res field, but res plays a much
255                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
256                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
257                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
258                  */
259                 struct rcu_head rcu_freeing;
260                 /*
261                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
262                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
263                  */
264                 struct work_struct work_freeing;
265         };
266
267         /*
268          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
269          * per zone LRU lists.
270          */
271         struct mem_cgroup_lru_info info;
272         int last_scanned_node;
273 #if MAX_NUMNODES > 1
274         nodemask_t      scan_nodes;
275         atomic_t        numainfo_events;
276         atomic_t        numainfo_updating;
277 #endif
278         /*
279          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
280          */
281         bool use_hierarchy;
282
283         bool            oom_lock;
284         atomic_t        under_oom;
285
286         atomic_t        refcnt;
287
288         int     swappiness;
289         /* OOM-Killer disable */
290         int             oom_kill_disable;
291
292         /* set when res.limit == memsw.limit */
293         bool            memsw_is_minimum;
294
295         /* protect arrays of thresholds */
296         struct mutex thresholds_lock;
297
298         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
299         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
300
301         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
302         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
303
304         /* For oom notifier event fd */
305         struct list_head oom_notify;
306
307         /*
308          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
309          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
310          */
311         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
312         /*
313          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
314          */
315         atomic_t        moving_account;
316         /* taken only while moving_account > 0 */
317         spinlock_t      move_lock;
318         /*
319          * percpu counter.
320          */
321         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
322         /*
323          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
324          * See mem_cgroup_read_stat().
325          */
326         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
327         spinlock_t pcp_counter_lock;
328
329 #ifdef CONFIG_INET
330         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
331 #endif
332 };
333
334 /* Stuffs for move charges at task migration. */
335 /*
336  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
337  * left-shifted bitmap of these types.
338  */
339 enum move_type {
340         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
341         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
342         NR_MOVE_TYPE,
343 };
344
345 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
346 static struct move_charge_struct {
347         spinlock_t        lock; /* for from, to */
348         struct mem_cgroup *from;
349         struct mem_cgroup *to;
350         unsigned long precharge;
351         unsigned long moved_charge;
352         unsigned long moved_swap;
353         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
354         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
355 } mc = {
356         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
357         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
358 };
359
360 static bool move_anon(void)
361 {
362         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
363                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
364 }
365
366 static bool move_file(void)
367 {
368         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
369                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
370 }
371
372 /*
373  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
374  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
375  */
376 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
377 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
378
379 enum charge_type {
380         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
381         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
382         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
384         NR_CHARGE_TYPE,
385 };
386
387 /* for encoding cft->private value on file */
388 #define _MEM                    (0)
389 #define _MEMSWAP                (1)
390 #define _OOM_TYPE               (2)
391 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
392 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
393 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
394 /* Used for OOM nofiier */
395 #define OOM_CONTROL             (0)
396
397 /*
398  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
399  */
400 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
401 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
402 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
404
405 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
406 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
407
408 static inline
409 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
410 {
411         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
412 }
413
414 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
415 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
416 #include <net/sock.h>
417 #include <net/ip.h>
418
419 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
420 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
421 {
422         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
423                 struct mem_cgroup *memcg;
424                 struct cg_proto *cg_proto;
425
426                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
427
428                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
429                  * filled. It won't however, necessarily happen from
430                  * process context. So the test for root memcg given
431                  * the current task's memcg won't help us in this case.
432                  *
433                  * Respecting the original socket's memcg is a better
434                  * decision in this case.
435                  */
436                 if (sk->sk_cgrp) {
437                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
438                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
439                         return;
440                 }
441
442                 rcu_read_lock();
443                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
444                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
445                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
446                         mem_cgroup_get(memcg);
447                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
448                 }
449                 rcu_read_unlock();
450         }
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
453
454 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
455 {
456         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
457                 struct mem_cgroup *memcg;
458                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
459                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
460                 mem_cgroup_put(memcg);
461         }
462 }
463
464 #ifdef CONFIG_INET
465 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
466 {
467         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
468                 return NULL;
469
470         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
471 }
472 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
473 #endif /* CONFIG_INET */
474 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
475
476 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
477 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
478 {
479         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
480                 return;
481         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
482 }
483 #else
484 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
485 {
486 }
487 #endif
488
489 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
490
491 static struct mem_cgroup_per_zone *
492 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
493 {
494         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
495 }
496
497 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
498 {
499         return &memcg->css;
500 }
501
502 static struct mem_cgroup_per_zone *
503 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
504 {
505         int nid = page_to_nid(page);
506         int zid = page_zonenum(page);
507
508         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
509 }
510
511 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
512 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
513 {
514         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
515 }
516
517 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
518 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
519 {
520         int nid = page_to_nid(page);
521         int zid = page_zonenum(page);
522
523         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
524 }
525
526 static void
527 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
528                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
529                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
530                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
531 {
532         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
533         struct rb_node *parent = NULL;
534         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
535
536         if (mz->on_tree)
537                 return;
538
539         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
540         if (!mz->usage_in_excess)
541                 return;
542         while (*p) {
543                 parent = *p;
544                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
545                                         tree_node);
546                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
547                         p = &(*p)->rb_left;
548                 /*
549                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
550                  * limit by the same amount
551                  */
552                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
553                         p = &(*p)->rb_right;
554         }
555         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
556         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
557         mz->on_tree = true;
558 }
559
560 static void
561 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
562                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
563                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
564 {
565         if (!mz->on_tree)
566                 return;
567         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
568         mz->on_tree = false;
569 }
570
571 static void
572 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
573                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
574                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
575 {
576         spin_lock(&mctz->lock);
577         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
578         spin_unlock(&mctz->lock);
579 }
580
581
582 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
583 {
584         unsigned long long excess;
585         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
586         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
587         int nid = page_to_nid(page);
588         int zid = page_zonenum(page);
589         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
590
591         /*
592          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
593          * because their event counter is not touched.
594          */
595         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
596                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
597                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
598                 /*
599                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
600                  * mem is over its softlimit.
601                  */
602                 if (excess || mz->on_tree) {
603                         spin_lock(&mctz->lock);
604                         /* if on-tree, remove it */
605                         if (mz->on_tree)
606                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
607                         /*
608                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
609                          * If excess is 0, no tree ops.
610                          */
611                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
612                         spin_unlock(&mctz->lock);
613                 }
614         }
615 }
616
617 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
618 {
619         int node, zone;
620         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
621         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
622
623         for_each_node(node) {
624                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
625                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
626                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
627                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
628                 }
629         }
630 }
631
632 static struct mem_cgroup_per_zone *
633 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
634 {
635         struct rb_node *rightmost = NULL;
636         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
637
638 retry:
639         mz = NULL;
640         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
641         if (!rightmost)
642                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
643
644         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
645         /*
646          * Remove the node now but someone else can add it back,
647          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
648          * position in the tree.
649          */
650         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
651         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
652                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
653                 goto retry;
654 done:
655         return mz;
656 }
657
658 static struct mem_cgroup_per_zone *
659 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
660 {
661         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
662
663         spin_lock(&mctz->lock);
664         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
665         spin_unlock(&mctz->lock);
666         return mz;
667 }
668
669 /*
670  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
671  *
672  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
673  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
674  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
675  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
676  *
677  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
678  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
679  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
680  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
681  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
682  *
683  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
684  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
685  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
686  * implemented.
687  */
688 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
689                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
690 {
691         long val = 0;
692         int cpu;
693
694         get_online_cpus();
695         for_each_online_cpu(cpu)
696                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
697 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
698         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
699         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
700         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
701 #endif
702         put_online_cpus();
703         return val;
704 }
705
706 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
707                                          bool charge)
708 {
709         int val = (charge) ? 1 : -1;
710         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
711 }
712
713 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
714                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
715 {
716         unsigned long val = 0;
717         int cpu;
718
719         for_each_online_cpu(cpu)
720                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
721 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
722         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
723         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
724         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
725 #endif
726         return val;
727 }
728
729 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
730                                          bool anon, int nr_pages)
731 {
732         preempt_disable();
733
734         /*
735          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
736          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
737          */
738         if (anon)
739                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
740                                 nr_pages);
741         else
742                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
743                                 nr_pages);
744
745         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
746         if (nr_pages > 0)
747                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
748         else {
749                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
750                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
751         }
752
753         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
754
755         preempt_enable();
756 }
757
758 unsigned long
759 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
760 {
761         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
762
763         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
764         return mz->lru_size[lru];
765 }
766
767 static unsigned long
768 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
769                         unsigned int lru_mask)
770 {
771         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
772         enum lru_list lru;
773         unsigned long ret = 0;
774
775         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
776
777         for_each_lru(lru) {
778                 if (BIT(lru) & lru_mask)
779                         ret += mz->lru_size[lru];
780         }
781         return ret;
782 }
783
784 static unsigned long
785 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
786                         int nid, unsigned int lru_mask)
787 {
788         u64 total = 0;
789         int zid;
790
791         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
792                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
793                                                 nid, zid, lru_mask);
794
795         return total;
796 }
797
798 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
799                         unsigned int lru_mask)
800 {
801         int nid;
802         u64 total = 0;
803
804         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
805                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
806         return total;
807 }
808
809 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
810                                        enum mem_cgroup_events_target target)
811 {
812         unsigned long val, next;
813
814         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
815         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
816         /* from time_after() in jiffies.h */
817         if ((long)next - (long)val < 0) {
818                 switch (target) {
819                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
820                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
821                         break;
822                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
823                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
824                         break;
825                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
826                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
827                         break;
828                 default:
829                         break;
830                 }
831                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
832                 return true;
833         }
834         return false;
835 }
836
837 /*
838  * Check events in order.
839  *
840  */
841 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
842 {
843         preempt_disable();
844         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
845         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
846                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
847                 bool do_softlimit;
848                 bool do_numainfo __maybe_unused;
849
850                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
851                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
852 #if MAX_NUMNODES > 1
853                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
854                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
855 #endif
856                 preempt_enable();
857
858                 mem_cgroup_threshold(memcg);
859                 if (unlikely(do_softlimit))
860                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
861 #if MAX_NUMNODES > 1
862                 if (unlikely(do_numainfo))
863                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
864 #endif
865         } else
866                 preempt_enable();
867 }
868
869 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
870 {
871         return mem_cgroup_from_css(
872                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
873 }
874
875 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
876 {
877         /*
878          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
879          * if it races with swapoff, page migration, etc.
880          * So this can be called with p == NULL.
881          */
882         if (unlikely(!p))
883                 return NULL;
884
885         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
886 }
887
888 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
889 {
890         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
891
892         if (!mm)
893                 return NULL;
894         /*
895          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
896          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
897          * pessimistic (rather than adding locks here).
898          */
899         rcu_read_lock();
900         do {
901                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
902                 if (unlikely(!memcg))
903                         break;
904         } while (!css_tryget(&memcg->css));
905         rcu_read_unlock();
906         return memcg;
907 }
908
909 /**
910  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
911  * @root: hierarchy root
912  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
913  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
914  *
915  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
916  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
917  *
918  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
919  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
920  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
921  *
922  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
923  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
924  * reclaimers operating on the same zone and priority.
925  */
926 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
927                                    struct mem_cgroup *prev,
928                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
929 {
930         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
931         int id = 0;
932
933         if (mem_cgroup_disabled())
934                 return NULL;
935
936         if (!root)
937                 root = root_mem_cgroup;
938
939         if (prev && !reclaim)
940                 id = css_id(&prev->css);
941
942         if (prev && prev != root)
943                 css_put(&prev->css);
944
945         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
946                 if (prev)
947                         return NULL;
948                 return root;
949         }
950
951         while (!memcg) {
952                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
953                 struct cgroup_subsys_state *css;
954
955                 if (reclaim) {
956                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
957                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
958                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
959
960                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
961                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
962                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
963                                 return NULL;
964                         id = iter->position;
965                 }
966
967                 rcu_read_lock();
968                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
969                 if (css) {
970                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
971                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
972                 } else
973                         id = 0;
974                 rcu_read_unlock();
975
976                 if (reclaim) {
977                         iter->position = id;
978                         if (!css)
979                                 iter->generation++;
980                         else if (!prev && memcg)
981                                 reclaim->generation = iter->generation;
982                 }
983
984                 if (prev && !css)
985                         return NULL;
986         }
987         return memcg;
988 }
989
990 /**
991  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
992  * @root: hierarchy root
993  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
994  */
995 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
996                            struct mem_cgroup *prev)
997 {
998         if (!root)
999                 root = root_mem_cgroup;
1000         if (prev && prev != root)
1001                 css_put(&prev->css);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1006  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1007  * be used for reference counting.
1008  */
1009 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1010         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1011              iter != NULL;                              \
1012              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1013
1014 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1015         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1016              iter != NULL;                              \
1017              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1018
1019 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
1020 {
1021         return (memcg == root_mem_cgroup);
1022 }
1023
1024 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1025 {
1026         struct mem_cgroup *memcg;
1027
1028         if (!mm)
1029                 return;
1030
1031         rcu_read_lock();
1032         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1033         if (unlikely(!memcg))
1034                 goto out;
1035
1036         switch (idx) {
1037         case PGFAULT:
1038                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1039                 break;
1040         case PGMAJFAULT:
1041                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1042                 break;
1043         default:
1044                 BUG();
1045         }
1046 out:
1047         rcu_read_unlock();
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1050
1051 /**
1052  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1053  * @zone: zone of the wanted lruvec
1054  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1055  *
1056  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1057  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1058  * is disabled.
1059  */
1060 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1061                                       struct mem_cgroup *memcg)
1062 {
1063         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1064
1065         if (mem_cgroup_disabled())
1066                 return &zone->lruvec;
1067
1068         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1069         return &mz->lruvec;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1074  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1075  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1076  *
1077  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1078  * 1. charge
1079  * 2. moving account
1080  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1081  * It is added to LRU before charge.
1082  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1083  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1084  */
1085
1086 /**
1087  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1088  * @page: the page
1089  * @zone: zone of the page
1090  */
1091 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1092 {
1093         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1094         struct mem_cgroup *memcg;
1095         struct page_cgroup *pc;
1096
1097         if (mem_cgroup_disabled())
1098                 return &zone->lruvec;
1099
1100         pc = lookup_page_cgroup(page);
1101         memcg = pc->mem_cgroup;
1102
1103         /*
1104          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1105          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1106          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1107          *
1108          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1109          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1110          * of pc->mem_cgroup safe.
1111          */
1112         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1113                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1114
1115         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1116         return &mz->lruvec;
1117 }
1118
1119 /**
1120  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1121  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1122  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1123  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1124  *
1125  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1126  * lru list.
1127  */
1128 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1129                                 int nr_pages)
1130 {
1131         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1132         unsigned long *lru_size;
1133
1134         if (mem_cgroup_disabled())
1135                 return;
1136
1137         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1138         lru_size = mz->lru_size + lru;
1139         *lru_size += nr_pages;
1140         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1145  * hierarchy subtree
1146  */
1147 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1148                                   struct mem_cgroup *memcg)
1149 {
1150         if (root_memcg == memcg)
1151                 return true;
1152         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1153                 return false;
1154         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1155 }
1156
1157 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1158                                        struct mem_cgroup *memcg)
1159 {
1160         bool ret;
1161
1162         rcu_read_lock();
1163         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1164         rcu_read_unlock();
1165         return ret;
1166 }
1167
1168 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1169 {
1170         int ret;
1171         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1172         struct task_struct *p;
1173
1174         p = find_lock_task_mm(task);
1175         if (p) {
1176                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1177                 task_unlock(p);
1178         } else {
1179                 /*
1180                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1181                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1182                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1183                  */
1184                 task_lock(task);
1185                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1186                 if (curr)
1187                         css_get(&curr->css);
1188                 task_unlock(task);
1189         }
1190         if (!curr)
1191                 return 0;
1192         /*
1193          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1194          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1195          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1196          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1197          */
1198         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1199         css_put(&curr->css);
1200         return ret;
1201 }
1202
1203 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1204 {
1205         unsigned long inactive_ratio;
1206         unsigned long inactive;
1207         unsigned long active;
1208         unsigned long gb;
1209
1210         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1211         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1212
1213         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1214         if (gb)
1215                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1216         else
1217                 inactive_ratio = 1;
1218
1219         return inactive * inactive_ratio < active;
1220 }
1221
1222 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1223 {
1224         unsigned long active;
1225         unsigned long inactive;
1226
1227         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1228         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1229
1230         return (active > inactive);
1231 }
1232
1233 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1234         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1235
1236 /**
1237  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1238  * @memcg: the memory cgroup
1239  *
1240  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1241  * pages.
1242  */
1243 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1244 {
1245         unsigned long long margin;
1246
1247         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1248         if (do_swap_account)
1249                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1250         return margin >> PAGE_SHIFT;
1251 }
1252
1253 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1254 {
1255         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1256
1257         /* root ? */
1258         if (cgrp->parent == NULL)
1259                 return vm_swappiness;
1260
1261         return memcg->swappiness;
1262 }
1263
1264 /*
1265  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1266  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1267  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1268  * rcu_read_lock(), like this:
1269  *
1270  *         CPU-A                                    CPU-B
1271  *                                              rcu_read_lock()
1272  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1273  *                                                   take heavy locks.
1274  *         synchronize_rcu()                    update something.
1275  *                                              rcu_read_unlock()
1276  *         start move here.
1277  */
1278
1279 /* for quick checking without looking up memcg */
1280 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1281
1282 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1283 {
1284         atomic_inc(&memcg_moving);
1285         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1286         synchronize_rcu();
1287 }
1288
1289 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1290 {
1291         /*
1292          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1293          * We check NULL in callee rather than caller.
1294          */
1295         if (memcg) {
1296                 atomic_dec(&memcg_moving);
1297                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1298         }
1299 }
1300
1301 /*
1302  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1303  *
1304  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1305  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1306  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1307  *
1308  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1309  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1310  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1311  */
1312
1313 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1316         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1317 }
1318
1319 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1320 {
1321         struct mem_cgroup *from;
1322         struct mem_cgroup *to;
1323         bool ret = false;
1324         /*
1325          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1326          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1327          */
1328         spin_lock(&mc.lock);
1329         from = mc.from;
1330         to = mc.to;
1331         if (!from)
1332                 goto unlock;
1333
1334         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1335                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1336 unlock:
1337         spin_unlock(&mc.lock);
1338         return ret;
1339 }
1340
1341 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1342 {
1343         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1344                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1345                         DEFINE_WAIT(wait);
1346                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1347                         /* moving charge context might have finished. */
1348                         if (mc.moving_task)
1349                                 schedule();
1350                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1351                         return true;
1352                 }
1353         }
1354         return false;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * Take this lock when
1359  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1360  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1361  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1362  */
1363 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1364                                   unsigned long *flags)
1365 {
1366         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1367 }
1368
1369 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1370                                 unsigned long *flags)
1371 {
1372         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1373 }
1374
1375 /**
1376  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1377  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1378  * @p: Task that is going to be killed
1379  *
1380  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1381  * enabled
1382  */
1383 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1384 {
1385         struct cgroup *task_cgrp;
1386         struct cgroup *mem_cgrp;
1387         /*
1388          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1389          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1390          * If this assumption is broken, revisit this code.
1391          */
1392         static char memcg_name[PATH_MAX];
1393         int ret;
1394
1395         if (!memcg || !p)
1396                 return;
1397
1398         rcu_read_lock();
1399
1400         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1401         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1402
1403         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1404         if (ret < 0) {
1405                 /*
1406                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1407                  * But we'll still print out the usage information
1408                  */
1409                 rcu_read_unlock();
1410                 goto done;
1411         }
1412         rcu_read_unlock();
1413
1414         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1415
1416         rcu_read_lock();
1417         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1418         if (ret < 0) {
1419                 rcu_read_unlock();
1420                 goto done;
1421         }
1422         rcu_read_unlock();
1423
1424         /*
1425          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1426          */
1427         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1428 done:
1429
1430         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1431                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1432                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1433                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1434         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1435                 "failcnt %llu\n",
1436                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1437                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1438                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1439 }
1440
1441 /*
1442  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1443  * 1(self count) if no children.
1444  */
1445 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         int num = 0;
1448         struct mem_cgroup *iter;
1449
1450         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1451                 num++;
1452         return num;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1457  */
1458 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         u64 limit;
1461         u64 memsw;
1462
1463         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1464         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1465
1466         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1467         /*
1468          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1469          * to this memcg, return that limit.
1470          */
1471         return min(limit, memsw);
1472 }
1473
1474 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1475                               int order)
1476 {
1477         struct mem_cgroup *iter;
1478         unsigned long chosen_points = 0;
1479         unsigned long totalpages;
1480         unsigned int points = 0;
1481         struct task_struct *chosen = NULL;
1482
1483         /*
1484          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1485          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1486          * its memory.
1487          */
1488         if (fatal_signal_pending(current)) {
1489                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1490                 return;
1491         }
1492
1493         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1494         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1495         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1496                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1497                 struct cgroup_iter it;
1498                 struct task_struct *task;
1499
1500                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1501                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1502                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1503                                                         false)) {
1504                         case OOM_SCAN_SELECT:
1505                                 if (chosen)
1506                                         put_task_struct(chosen);
1507                                 chosen = task;
1508                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1509                                 get_task_struct(chosen);
1510                                 /* fall through */
1511                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1512                                 continue;
1513                         case OOM_SCAN_ABORT:
1514                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1515                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1516                                 if (chosen)
1517                                         put_task_struct(chosen);
1518                                 return;
1519                         case OOM_SCAN_OK:
1520                                 break;
1521                         };
1522                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1523                         if (points > chosen_points) {
1524                                 if (chosen)
1525                                         put_task_struct(chosen);
1526                                 chosen = task;
1527                                 chosen_points = points;
1528                                 get_task_struct(chosen);
1529                         }
1530                 }
1531                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1532         }
1533
1534         if (!chosen)
1535                 return;
1536         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1537         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1538                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1539 }
1540
1541 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1542                                         gfp_t gfp_mask,
1543                                         unsigned long flags)
1544 {
1545         unsigned long total = 0;
1546         bool noswap = false;
1547         int loop;
1548
1549         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1550                 noswap = true;
1551         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1552                 noswap = true;
1553
1554         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1555                 if (loop)
1556                         drain_all_stock_async(memcg);
1557                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1558                 /*
1559                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1560                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1561                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1562                  */
1563                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1564                         break;
1565                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1566                         break;
1567                 /*
1568                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1569                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1570                  */
1571                 if (loop && !total)
1572                         break;
1573         }
1574         return total;
1575 }
1576
1577 /**
1578  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1579  * @memcg: the target memcg
1580  * @nid: the node ID to be checked.
1581  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1582  *
1583  * This function returns whether the specified memcg contains any
1584  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1585  * pages in the node.
1586  */
1587 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1588                 int nid, bool noswap)
1589 {
1590         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1591                 return true;
1592         if (noswap || !total_swap_pages)
1593                 return false;
1594         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1595                 return true;
1596         return false;
1597
1598 }
1599 #if MAX_NUMNODES > 1
1600
1601 /*
1602  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1603  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1604  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1605  *
1606  */
1607 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1608 {
1609         int nid;
1610         /*
1611          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1612          * pagein/pageout changes since the last update.
1613          */
1614         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1615                 return;
1616         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1617                 return;
1618
1619         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1620         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1621
1622         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1623
1624                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1625                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1626         }
1627
1628         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1629         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1630 }
1631
1632 /*
1633  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1634  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1635  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1636  *
1637  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1638  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1639  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1640  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1641  *
1642  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1643  */
1644 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1645 {
1646         int node;
1647
1648         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1649         node = memcg->last_scanned_node;
1650
1651         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1652         if (node == MAX_NUMNODES)
1653                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1654         /*
1655          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1656          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1657          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1658          * we use curret node.
1659          */
1660         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1661                 node = numa_node_id();
1662
1663         memcg->last_scanned_node = node;
1664         return node;
1665 }
1666
1667 /*
1668  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1669  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1670  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1671  * enough new information. We need to do double check.
1672  */
1673 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1674 {
1675         int nid;
1676
1677         /*
1678          * quick check...making use of scan_node.
1679          * We can skip unused nodes.
1680          */
1681         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1682                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1683                      nid < MAX_NUMNODES;
1684                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1685
1686                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1687                                 return true;
1688                 }
1689         }
1690         /*
1691          * Check rest of nodes.
1692          */
1693         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1694                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1695                         continue;
1696                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1697                         return true;
1698         }
1699         return false;
1700 }
1701
1702 #else
1703 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1704 {
1705         return 0;
1706 }
1707
1708 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1709 {
1710         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1711 }
1712 #endif
1713
1714 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1715                                    struct zone *zone,
1716                                    gfp_t gfp_mask,
1717                                    unsigned long *total_scanned)
1718 {
1719         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1720         int total = 0;
1721         int loop = 0;
1722         unsigned long excess;
1723         unsigned long nr_scanned;
1724         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1725                 .zone = zone,
1726                 .priority = 0,
1727         };
1728
1729         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1730
1731         while (1) {
1732                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1733                 if (!victim) {
1734                         loop++;
1735                         if (loop >= 2) {
1736                                 /*
1737                                  * If we have not been able to reclaim
1738                                  * anything, it might because there are
1739                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1740                                  */
1741                                 if (!total)
1742                                         break;
1743                                 /*
1744                                  * We want to do more targeted reclaim.
1745                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1746                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1747                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1748                                  */
1749                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1750                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1751                                         break;
1752                         }
1753                         continue;
1754                 }
1755                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1756                         continue;
1757                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1758                                                      zone, &nr_scanned);
1759                 *total_scanned += nr_scanned;
1760                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1761                         break;
1762         }
1763         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1764         return total;
1765 }
1766
1767 /*
1768  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1769  * If someone is running, return false.
1770  * Has to be called with memcg_oom_lock
1771  */
1772 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1775
1776         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1777                 if (iter->oom_lock) {
1778                         /*
1779                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1780                          * so we cannot give a lock.
1781                          */
1782                         failed = iter;
1783                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1784                         break;
1785                 } else
1786                         iter->oom_lock = true;
1787         }
1788
1789         if (!failed)
1790                 return true;
1791
1792         /*
1793          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1794          * what we set up to the failing subtree
1795          */
1796         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1797                 if (iter == failed) {
1798                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1799                         break;
1800                 }
1801                 iter->oom_lock = false;
1802         }
1803         return false;
1804 }
1805
1806 /*
1807  * Has to be called with memcg_oom_lock
1808  */
1809 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1810 {
1811         struct mem_cgroup *iter;
1812
1813         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1814                 iter->oom_lock = false;
1815         return 0;
1816 }
1817
1818 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1819 {
1820         struct mem_cgroup *iter;
1821
1822         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1823                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1824 }
1825
1826 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1827 {
1828         struct mem_cgroup *iter;
1829
1830         /*
1831          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1832          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1833          * atomic_add_unless() here.
1834          */
1835         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1836                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1837 }
1838
1839 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1840 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1841
1842 struct oom_wait_info {
1843         struct mem_cgroup *memcg;
1844         wait_queue_t    wait;
1845 };
1846
1847 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1848         unsigned mode, int sync, void *arg)
1849 {
1850         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1851         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1852         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1853
1854         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1855         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1856
1857         /*
1858          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1859          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1860          */
1861         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1862                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1863                 return 0;
1864         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1865 }
1866
1867 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1868 {
1869         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1870         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1871 }
1872
1873 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1874 {
1875         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1876                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1877 }
1878
1879 /*
1880  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1881  */
1882 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1883                                   int order)
1884 {
1885         struct oom_wait_info owait;
1886         bool locked, need_to_kill;
1887
1888         owait.memcg = memcg;
1889         owait.wait.flags = 0;
1890         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1891         owait.wait.private = current;
1892         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1893         need_to_kill = true;
1894         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1895
1896         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1897         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1898         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1899         /*
1900          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1901          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1902          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1903          */
1904         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1905         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1906                 need_to_kill = false;
1907         if (locked)
1908                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1909         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1910
1911         if (need_to_kill) {
1912                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1913                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1914         } else {
1915                 schedule();
1916                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1917         }
1918         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1919         if (locked)
1920                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1921         memcg_wakeup_oom(memcg);
1922         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1923
1924         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1925
1926         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1927                 return false;
1928         /* Give chance to dying process */
1929         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1930         return true;
1931 }
1932
1933 /*
1934  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1935  * generalized to update other statistics as well.
1936  *
1937  * Notes: Race condition
1938  *
1939  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1940  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1941  * to do so _always_.
1942  *
1943  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1944  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1945  * are no race with "charge".
1946  *
1947  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1948  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1949  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1950  * by flags.
1951  *
1952  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1953  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1954  * If there is, we take a lock.
1955  */
1956
1957 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1958                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1959 {
1960         struct mem_cgroup *memcg;
1961         struct page_cgroup *pc;
1962
1963         pc = lookup_page_cgroup(page);
1964 again:
1965         memcg = pc->mem_cgroup;
1966         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1967                 return;
1968         /*
1969          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1970          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1971          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1972          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1973          */
1974         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1975                 return;
1976
1977         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1978         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1979                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1980                 goto again;
1981         }
1982         *locked = true;
1983 }
1984
1985 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1986 {
1987         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1988
1989         /*
1990          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1991          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1992          * should take move_lock_mem_cgroup().
1993          */
1994         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1995 }
1996
1997 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1998                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1999 {
2000         struct mem_cgroup *memcg;
2001         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2002         unsigned long uninitialized_var(flags);
2003
2004         if (mem_cgroup_disabled())
2005                 return;
2006
2007         memcg = pc->mem_cgroup;
2008         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2009                 return;
2010
2011         switch (idx) {
2012         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2013                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2014                 break;
2015         default:
2016                 BUG();
2017         }
2018
2019         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2020 }
2021
2022 /*
2023  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2024  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2025  */
2026 #define CHARGE_BATCH    32U
2027 struct memcg_stock_pcp {
2028         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2029         unsigned int nr_pages;
2030         struct work_struct work;
2031         unsigned long flags;
2032 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2033 };
2034 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2035 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2036
2037 /*
2038  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2039  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2040  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2041  * refilled.
2042  */
2043 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2044 {
2045         struct memcg_stock_pcp *stock;
2046         bool ret = true;
2047
2048         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2049         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2050                 stock->nr_pages--;
2051         else /* need to call res_counter_charge */
2052                 ret = false;
2053         put_cpu_var(memcg_stock);
2054         return ret;
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2059  */
2060 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2061 {
2062         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2063
2064         if (stock->nr_pages) {
2065                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2066
2067                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2068                 if (do_swap_account)
2069                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2070                 stock->nr_pages = 0;
2071         }
2072         stock->cached = NULL;
2073 }
2074
2075 /*
2076  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2077  * a thread which is pinned to local cpu.
2078  */
2079 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2080 {
2081         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2082         drain_stock(stock);
2083         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2084 }
2085
2086 /*
2087  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2088  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2089  */
2090 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2091 {
2092         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2093
2094         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2095                 drain_stock(stock);
2096                 stock->cached = memcg;
2097         }
2098         stock->nr_pages += nr_pages;
2099         put_cpu_var(memcg_stock);
2100 }
2101
2102 /*
2103  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2104  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2105  * until the work is done.
2106  */
2107 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2108 {
2109         int cpu, curcpu;
2110
2111         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2112         get_online_cpus();
2113         curcpu = get_cpu();
2114         for_each_online_cpu(cpu) {
2115                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2116                 struct mem_cgroup *memcg;
2117
2118                 memcg = stock->cached;
2119                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2120                         continue;
2121                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2122                         continue;
2123                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2124                         if (cpu == curcpu)
2125                                 drain_local_stock(&stock->work);
2126                         else
2127                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2128                 }
2129         }
2130         put_cpu();
2131
2132         if (!sync)
2133                 goto out;
2134
2135         for_each_online_cpu(cpu) {
2136                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2137                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2138                         flush_work(&stock->work);
2139         }
2140 out:
2141         put_online_cpus();
2142 }
2143
2144 /*
2145  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2146  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2147  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2148  * it.
2149  */
2150 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2151 {
2152         /*
2153          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2154          */
2155         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2156                 return;
2157         drain_all_stock(root_memcg, false);
2158         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2159 }
2160
2161 /* This is a synchronous drain interface. */
2162 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2163 {
2164         /* called when force_empty is called */
2165         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2166         drain_all_stock(root_memcg, true);
2167         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2168 }
2169
2170 /*
2171  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2172  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2173  */
2174 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2175 {
2176         int i;
2177
2178         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2179         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2180                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2181
2182                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2183                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2184         }
2185         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2186                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2187
2188                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2189                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2190         }
2191         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2192 }
2193
2194 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2195                                         unsigned long action,
2196                                         void *hcpu)
2197 {
2198         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2199         struct memcg_stock_pcp *stock;
2200         struct mem_cgroup *iter;
2201
2202         if (action == CPU_ONLINE)
2203                 return NOTIFY_OK;
2204
2205         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2206                 return NOTIFY_OK;
2207
2208         for_each_mem_cgroup(iter)
2209                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2210
2211         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2212         drain_stock(stock);
2213         return NOTIFY_OK;
2214 }
2215
2216
2217 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2218 enum {
2219         CHARGE_OK,              /* success */
2220         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2221         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2222         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2223         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2224 };
2225
2226 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2227                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2228 {
2229         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2230         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2231         struct res_counter *fail_res;
2232         unsigned long flags = 0;
2233         int ret;
2234
2235         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2236
2237         if (likely(!ret)) {
2238                 if (!do_swap_account)
2239                         return CHARGE_OK;
2240                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2241                 if (likely(!ret))
2242                         return CHARGE_OK;
2243
2244                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2245                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2246                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2247         } else
2248                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2249         /*
2250          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2251          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2252          *
2253          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2254          * single page instead.
2255          */
2256         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2257                 return CHARGE_RETRY;
2258
2259         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2260                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2261
2262         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2263         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2264                 return CHARGE_RETRY;
2265         /*
2266          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2267          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2268          * before killing the task.
2269          *
2270          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2271          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2272          * to regular pages anyway in case of failure.
2273          */
2274         if (nr_pages == 1 && ret)
2275                 return CHARGE_RETRY;
2276
2277         /*
2278          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2279          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2280          */
2281         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2282                 return CHARGE_RETRY;
2283
2284         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2285         if (!oom_check)
2286                 return CHARGE_NOMEM;
2287         /* check OOM */
2288         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2289                 return CHARGE_OOM_DIE;
2290
2291         return CHARGE_RETRY;
2292 }
2293
2294 /*
2295  * __mem_cgroup_try_charge() does
2296  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2297  * 2. update res_counter
2298  * 3. call memory reclaim if necessary.
2299  *
2300  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2301  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2302  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2303  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2304  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2305  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2306  *
2307  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2308  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2309  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2310  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2311  *
2312  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2313  * the oom-killer can be invoked.
2314  */
2315 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2316                                    gfp_t gfp_mask,
2317                                    unsigned int nr_pages,
2318                                    struct mem_cgroup **ptr,
2319                                    bool oom)
2320 {
2321         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2322         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2323         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2324         int ret;
2325
2326         /*
2327          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2328          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2329          * MEMDIE process.
2330          */
2331         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2332                      || fatal_signal_pending(current)))
2333                 goto bypass;
2334
2335         /*
2336          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2337          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2338          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2339          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2340          */
2341         if (!*ptr && !mm)
2342                 *ptr = root_mem_cgroup;
2343 again:
2344         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2345                 memcg = *ptr;
2346                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2347                         goto done;
2348                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2349                         goto done;
2350                 css_get(&memcg->css);
2351         } else {
2352                 struct task_struct *p;
2353
2354                 rcu_read_lock();
2355                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2356                 /*
2357                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2358                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2359                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2360                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2361                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2362                  * small race, here.
2363                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2364                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2365                  */
2366                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2367                 if (!memcg)
2368                         memcg = root_mem_cgroup;
2369                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2370                         rcu_read_unlock();
2371                         goto done;
2372                 }
2373                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2374                         /*
2375                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2376                          * But considering how consume_stok works, it's not
2377                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2378                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2379                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2380                          * calling consume_stock().
2381                          */
2382                         rcu_read_unlock();
2383                         goto done;
2384                 }
2385                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2386                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2387                         rcu_read_unlock();
2388                         goto again;
2389                 }
2390                 rcu_read_unlock();
2391         }
2392
2393         do {
2394                 bool oom_check;
2395
2396                 /* If killed, bypass charge */
2397                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2398                         css_put(&memcg->css);
2399                         goto bypass;
2400                 }
2401
2402                 oom_check = false;
2403                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2404                         oom_check = true;
2405                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2406                 }
2407
2408                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2409                 switch (ret) {
2410                 case CHARGE_OK:
2411                         break;
2412                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2413                         batch = nr_pages;
2414                         css_put(&memcg->css);
2415                         memcg = NULL;
2416                         goto again;
2417                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2418                         css_put(&memcg->css);
2419                         goto nomem;
2420                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2421                         if (!oom) {
2422                                 css_put(&memcg->css);
2423                                 goto nomem;
2424                         }
2425                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2426                         nr_oom_retries--;
2427                         break;
2428                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2429                         css_put(&memcg->css);
2430                         goto bypass;
2431                 }
2432         } while (ret != CHARGE_OK);
2433
2434         if (batch > nr_pages)
2435                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2436         css_put(&memcg->css);
2437 done:
2438         *ptr = memcg;
2439         return 0;
2440 nomem:
2441         *ptr = NULL;
2442         return -ENOMEM;
2443 bypass:
2444         *ptr = root_mem_cgroup;
2445         return -EINTR;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2450  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2451  * gotten by try_charge().
2452  */
2453 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2454                                        unsigned int nr_pages)
2455 {
2456         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2457                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2458
2459                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2460                 if (do_swap_account)
2461                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2462         }
2463 }
2464
2465 /*
2466  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2467  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2468  */
2469 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2470                                         unsigned int nr_pages)
2471 {
2472         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2473
2474         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2475                 return;
2476
2477         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2478         if (do_swap_account)
2479                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2480                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2481 }
2482
2483 /*
2484  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2485  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2486  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2487  * called against removed memcg.)
2488  */
2489 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2490 {
2491         struct cgroup_subsys_state *css;
2492
2493         /* ID 0 is unused ID */
2494         if (!id)
2495                 return NULL;
2496         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2497         if (!css)
2498                 return NULL;
2499         return mem_cgroup_from_css(css);
2500 }
2501
2502 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2503 {
2504         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2505         struct page_cgroup *pc;
2506         unsigned short id;
2507         swp_entry_t ent;
2508
2509         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2510
2511         pc = lookup_page_cgroup(page);
2512         lock_page_cgroup(pc);
2513         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2514                 memcg = pc->mem_cgroup;
2515                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2516                         memcg = NULL;
2517         } else if (PageSwapCache(page)) {
2518                 ent.val = page_private(page);
2519                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2520                 rcu_read_lock();
2521                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2522                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2523                         memcg = NULL;
2524                 rcu_read_unlock();
2525         }
2526         unlock_page_cgroup(pc);
2527         return memcg;
2528 }
2529
2530 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2531                                        struct page *page,
2532                                        unsigned int nr_pages,
2533                                        enum charge_type ctype,
2534                                        bool lrucare)
2535 {
2536         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2537         struct zone *uninitialized_var(zone);
2538         struct lruvec *lruvec;
2539         bool was_on_lru = false;
2540         bool anon;
2541
2542         lock_page_cgroup(pc);
2543         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2544         /*
2545          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2546          * accessed by any other context at this point.
2547          */
2548
2549         /*
2550          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2551          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2552          */
2553         if (lrucare) {
2554                 zone = page_zone(page);
2555                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2556                 if (PageLRU(page)) {
2557                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2558                         ClearPageLRU(page);
2559                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2560                         was_on_lru = true;
2561                 }
2562         }
2563
2564         pc->mem_cgroup = memcg;
2565         /*
2566          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2567          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2568          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2569          * before USED bit, we need memory barrier here.
2570          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2571          */
2572         smp_wmb();
2573         SetPageCgroupUsed(pc);
2574
2575         if (lrucare) {
2576                 if (was_on_lru) {
2577                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2578                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2579                         SetPageLRU(page);
2580                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2581                 }
2582                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2583         }
2584
2585         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2586                 anon = true;
2587         else
2588                 anon = false;
2589
2590         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2591         unlock_page_cgroup(pc);
2592
2593         /*
2594          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2595          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2596          * if they exceeds softlimit.
2597          */
2598         memcg_check_events(memcg, page);
2599 }
2600
2601 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2602
2603 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2604 /*
2605  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2606  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2607  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2608  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2609  */
2610 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2611 {
2612         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2613         struct page_cgroup *pc;
2614         int i;
2615
2616         if (mem_cgroup_disabled())
2617                 return;
2618         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2619                 pc = head_pc + i;
2620                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2621                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2622                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2623         }
2624 }
2625 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2626
2627 /**
2628  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2629  * @page: the page
2630  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2631  * @pc: page_cgroup of the page.
2632  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2633  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2634  *
2635  * The caller must confirm following.
2636  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2637  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2638  *
2639  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2640  * from old cgroup.
2641  */
2642 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2643                                    unsigned int nr_pages,
2644                                    struct page_cgroup *pc,
2645                                    struct mem_cgroup *from,
2646                                    struct mem_cgroup *to)
2647 {
2648         unsigned long flags;
2649         int ret;
2650         bool anon = PageAnon(page);
2651
2652         VM_BUG_ON(from == to);
2653         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2654         /*
2655          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2656          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2657          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2658          * hold it.
2659          */
2660         ret = -EBUSY;
2661         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2662                 goto out;
2663
2664         lock_page_cgroup(pc);
2665
2666         ret = -EINVAL;
2667         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2668                 goto unlock;
2669
2670         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2671
2672         if (!anon && page_mapped(page)) {
2673                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2674                 preempt_disable();
2675                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2676                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2677                 preempt_enable();
2678         }
2679         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2680
2681         /* caller should have done css_get */
2682         pc->mem_cgroup = to;
2683         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2684         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2685         ret = 0;
2686 unlock:
2687         unlock_page_cgroup(pc);
2688         /*
2689          * check events
2690          */
2691         memcg_check_events(to, page);
2692         memcg_check_events(from, page);
2693 out:
2694         return ret;
2695 }
2696
2697 /**
2698  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
2699  * @page: the page to move
2700  * @pc: page_cgroup of the page
2701  * @child: page's cgroup
2702  *
2703  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
2704  * parent (aka use_hierarchy==0).
2705  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
2706  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
2707  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
2708  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
2709  * on the next attempt and the call should be retried later.
2710  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
2711  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
2712  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
2713  * LRU or vanish.
2714  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
2715  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
2716  * disappear in the next attempt.
2717  */
2718 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2719                                   struct page_cgroup *pc,
2720                                   struct mem_cgroup *child)
2721 {
2722         struct mem_cgroup *parent;
2723         unsigned int nr_pages;
2724         unsigned long uninitialized_var(flags);
2725         int ret;
2726
2727         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
2728
2729         ret = -EBUSY;
2730         if (!get_page_unless_zero(page))
2731                 goto out;
2732         if (isolate_lru_page(page))
2733                 goto put;
2734
2735         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2736
2737         parent = parent_mem_cgroup(child);
2738         /*
2739          * If no parent, move charges to root cgroup.
2740          */
2741         if (!parent)
2742                 parent = root_mem_cgroup;
2743
2744         if (nr_pages > 1) {
2745                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2746                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2747         }
2748
2749         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2750                                 pc, child, parent);
2751         if (!ret)
2752                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2753
2754         if (nr_pages > 1)
2755                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2756         putback_lru_page(page);
2757 put:
2758         put_page(page);
2759 out:
2760         return ret;
2761 }
2762
2763 /*
2764  * Charge the memory controller for page usage.
2765  * Return
2766  * 0 if the charge was successful
2767  * < 0 if the cgroup is over its limit
2768  */
2769 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2770                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2771 {
2772         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2773         unsigned int nr_pages = 1;
2774         bool oom = true;
2775         int ret;
2776
2777         if (PageTransHuge(page)) {
2778                 nr_pages <<= compound_order(page);
2779                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2780                 /*
2781                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2782                  * fault handler will fall back to regular pages.
2783                  */
2784                 oom = false;
2785         }
2786
2787         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2788         if (ret == -ENOMEM)
2789                 return ret;
2790         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2791         return 0;
2792 }
2793
2794 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2795                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2796 {
2797         if (mem_cgroup_disabled())
2798                 return 0;
2799         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2800         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2801         VM_BUG_ON(!mm);
2802         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2803                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2804 }
2805
2806 /*
2807  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2808  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2809  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2810  * "commit()" or removed by "cancel()"
2811  */
2812 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2813                                           struct page *page,
2814                                           gfp_t mask,
2815                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2816 {
2817         struct mem_cgroup *memcg;
2818         struct page_cgroup *pc;
2819         int ret;
2820
2821         pc = lookup_page_cgroup(page);
2822         /*
2823          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2824          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2825          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2826          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2827          * in turn serializes uncharging.
2828          */
2829         if (PageCgroupUsed(pc))
2830                 return 0;
2831         if (!do_swap_account)
2832                 goto charge_cur_mm;
2833         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2834         if (!memcg)
2835                 goto charge_cur_mm;
2836         *memcgp = memcg;
2837         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2838         css_put(&memcg->css);
2839         if (ret == -EINTR)
2840                 ret = 0;
2841         return ret;
2842 charge_cur_mm:
2843         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2844         if (ret == -EINTR)
2845                 ret = 0;
2846         return ret;
2847 }
2848
2849 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2850                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2851 {
2852         *memcgp = NULL;
2853         if (mem_cgroup_disabled())
2854                 return 0;
2855         /*
2856          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2857          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2858          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2859          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2860          */
2861         if (!PageSwapCache(page)) {
2862                 int ret;
2863
2864                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2865                 if (ret == -EINTR)
2866                         ret = 0;
2867                 return ret;
2868         }
2869         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2870 }
2871
2872 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2873 {
2874         if (mem_cgroup_disabled())
2875                 return;
2876         if (!memcg)
2877                 return;
2878         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2879 }
2880
2881 static void
2882 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2883                                         enum charge_type ctype)
2884 {
2885         if (mem_cgroup_disabled())
2886                 return;
2887         if (!memcg)
2888                 return;
2889
2890         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2891         /*
2892          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2893          * counted both as mem and swap....double count.
2894          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2895          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2896          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2897          */
2898         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2899                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2900                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2901         }
2902 }
2903
2904 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2905                                      struct mem_cgroup *memcg)
2906 {
2907         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2908                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2909 }
2910
2911 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2912                                 gfp_t gfp_mask)
2913 {
2914         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2915         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2916         int ret;
2917
2918         if (mem_cgroup_disabled())
2919                 return 0;
2920         if (PageCompound(page))
2921                 return 0;
2922
2923         if (!PageSwapCache(page))
2924                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2925         else { /* page is swapcache/shmem */
2926                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
2927                                                      gfp_mask, &memcg);
2928                 if (!ret)
2929                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2930         }
2931         return ret;
2932 }
2933
2934 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2935                                    unsigned int nr_pages,
2936                                    const enum charge_type ctype)
2937 {
2938         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2939         bool uncharge_memsw = true;
2940
2941         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2942         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2943                 uncharge_memsw = false;
2944
2945         batch = &current->memcg_batch;
2946         /*
2947          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2948          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2949          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2950          */
2951         if (!batch->memcg)
2952                 batch->memcg = memcg;
2953         /*
2954          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2955          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2956          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2957          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2958          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2959          */
2960
2961         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2962                 goto direct_uncharge;
2963
2964         if (nr_pages > 1)
2965                 goto direct_uncharge;
2966
2967         /*
2968          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2969          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2970          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2971          */
2972         if (batch->memcg != memcg)
2973                 goto direct_uncharge;
2974         /* remember freed charge and uncharge it later */
2975         batch->nr_pages++;
2976         if (uncharge_memsw)
2977                 batch->memsw_nr_pages++;
2978         return;
2979 direct_uncharge:
2980         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2981         if (uncharge_memsw)
2982                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2983         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2984                 memcg_oom_recover(memcg);
2985 }
2986
2987 /*
2988  * uncharge if !page_mapped(page)
2989  */
2990 static struct mem_cgroup *
2991 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
2992                              bool end_migration)
2993 {
2994         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2995         unsigned int nr_pages = 1;
2996         struct page_cgroup *pc;
2997         bool anon;
2998
2999         if (mem_cgroup_disabled())
3000                 return NULL;
3001
3002         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3003
3004         if (PageTransHuge(page)) {
3005                 nr_pages <<= compound_order(page);
3006                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3007         }
3008         /*
3009          * Check if our page_cgroup is valid
3010          */
3011         pc = lookup_page_cgroup(page);
3012         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3013                 return NULL;
3014
3015         lock_page_cgroup(pc);
3016
3017         memcg = pc->mem_cgroup;
3018
3019         if (!PageCgroupUsed(pc))
3020                 goto unlock_out;
3021
3022         anon = PageAnon(page);
3023
3024         switch (ctype) {
3025         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3026                 /*
3027                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3028                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3029                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3030                  */
3031                 anon = true;
3032                 /* fallthrough */
3033         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3034                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3035                 if (page_mapped(page))
3036                         goto unlock_out;
3037                 /*
3038                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3039                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3040                  * unused post-migration page and so it has to call
3041                  * here with the migration bit still set.  See the
3042                  * res_counter handling below.
3043                  */
3044                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3045                         goto unlock_out;
3046                 break;
3047         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3048                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3049                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3050                                 goto unlock_out;
3051                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3052                                 goto unlock_out;
3053                 break;
3054         default:
3055                 break;
3056         }
3057
3058         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3059
3060         ClearPageCgroupUsed(pc);
3061         /*
3062          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3063          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3064          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3065          * special functions.
3066          */
3067
3068         unlock_page_cgroup(pc);
3069         /*
3070          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3071          * will never be freed.
3072          */
3073         memcg_check_events(memcg, page);
3074         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3075                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3076                 mem_cgroup_get(memcg);
3077         }
3078         /*
3079          * Migration does not charge the res_counter for the
3080          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3081          * page that is unused after the migration.
3082          */
3083         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3084                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3085
3086         return memcg;
3087
3088 unlock_out:
3089         unlock_page_cgroup(pc);
3090         return NULL;
3091 }
3092
3093 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3094 {
3095         /* early check. */
3096         if (page_mapped(page))
3097                 return;
3098         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3099         if (PageSwapCache(page))
3100                 return;
3101         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3102 }
3103
3104 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3105 {
3106         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3107         VM_BUG_ON(page->mapping);
3108         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3109 }
3110
3111 /*
3112  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3113  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3114  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3115  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3116  * This may be called prural(2) times in a context,
3117  */
3118
3119 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3120 {
3121         current->memcg_batch.do_batch++;
3122         /* We can do nest. */
3123         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3124                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3125                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3126                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3127         }
3128 }
3129
3130 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3131 {
3132         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3133
3134         if (!batch->do_batch)
3135                 return;
3136
3137         batch->do_batch--;
3138         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3139                 return;
3140
3141         if (!batch->memcg)
3142                 return;
3143         /*
3144          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3145          * bacause we hide charges behind us.
3146          */
3147         if (batch->nr_pages)
3148                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3149                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3150         if (batch->memsw_nr_pages)
3151                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3152                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3153         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3154         /* forget this pointer (for sanity check) */
3155         batch->memcg = NULL;
3156 }
3157
3158 #ifdef CONFIG_SWAP
3159 /*
3160  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3161  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3162  */
3163 void
3164 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3165 {
3166         struct mem_cgroup *memcg;
3167         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3168
3169         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3170                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3171
3172         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3173
3174         /*
3175          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3176          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3177          */
3178         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3179                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3180 }
3181 #endif
3182
3183 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3184 /*
3185  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3186  * uncharge "memsw" account.
3187  */
3188 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3189 {
3190         struct mem_cgroup *memcg;
3191         unsigned short id;
3192
3193         if (!do_swap_account)
3194                 return;
3195
3196         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3197         rcu_read_lock();
3198         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3199         if (memcg) {
3200                 /*
3201                  * We uncharge this because swap is freed.
3202                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3203                  */
3204                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3205                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3206                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3207                 mem_cgroup_put(memcg);
3208         }
3209         rcu_read_unlock();
3210 }
3211
3212 /**
3213  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3214  * @entry: swap entry to be moved
3215  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3216  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3217  *
3218  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3219  * as the mem_cgroup's id of @from.
3220  *
3221  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3222  *
3223  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3224  * both res and memsw, and called css_get().
3225  */
3226 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3227                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3228 {
3229         unsigned short old_id, new_id;
3230
3231         old_id = css_id(&from->css);
3232         new_id = css_id(&to->css);
3233
3234         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3235                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3236                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3237                 /*
3238                  * This function is only called from task migration context now.
3239                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3240                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3241                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3242                  * because if the process that has been moved to @to does
3243                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3244                  */
3245                 mem_cgroup_get(to);
3246                 return 0;
3247         }
3248         return -EINVAL;
3249 }
3250 #else
3251 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3252                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3253 {
3254         return -EINVAL;
3255 }
3256 #endif
3257
3258 /*
3259  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3260  * page belongs to.
3261  */
3262 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3263                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3264 {
3265         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3266         struct page_cgroup *pc;
3267         enum charge_type ctype;
3268
3269         *memcgp = NULL;
3270
3271         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3272         if (mem_cgroup_disabled())
3273                 return;
3274
3275         pc = lookup_page_cgroup(page);
3276         lock_page_cgroup(pc);
3277         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3278                 memcg = pc->mem_cgroup;
3279                 css_get(&memcg->css);
3280                 /*
3281                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3282                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3283                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3284                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3285                  * until end_migration() is called
3286                  *
3287                  * Corner Case Thinking
3288                  * A)
3289                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3290                  * while migration was ongoing.
3291                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3292                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3293                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3294                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3295                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3296                  *
3297                  * B)
3298                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3299                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3300                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3301                  * without charging it again.
3302                  *
3303                  * C)
3304                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3305                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3306                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3307                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3308                  */
3309                 if (PageAnon(page))
3310                         SetPageCgroupMigration(pc);
3311         }
3312         unlock_page_cgroup(pc);
3313         /*
3314          * If the page is not charged at this point,
3315          * we return here.
3316          */
3317         if (!memcg)
3318                 return;
3319
3320         *memcgp = memcg;
3321         /*
3322          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3323          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3324          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3325          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3326          */
3327         if (PageAnon(page))
3328                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3329         else
3330                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3331         /*
3332          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3333          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3334          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3335          */
3336         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3337 }
3338
3339 /* remove redundant charge if migration failed*/
3340 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3341         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3342 {
3343         struct page *used, *unused;
3344         struct page_cgroup *pc;
3345         bool anon;
3346
3347         if (!memcg)
3348                 return;
3349
3350         if (!migration_ok) {
3351                 used = oldpage;
3352                 unused = newpage;
3353         } else {
3354                 used = newpage;
3355                 unused = oldpage;
3356         }
3357         anon = PageAnon(used);
3358         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3359                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3360                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3361                                      true);
3362         css_put(&memcg->css);
3363         /*
3364          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3365          * of the page goes down to zero, temporarly.
3366          * Clear the flag and check the page should be charged.
3367          */
3368         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3369         lock_page_cgroup(pc);
3370         ClearPageCgroupMigration(pc);
3371         unlock_page_cgroup(pc);
3372
3373         /*
3374          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3375          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3376          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3377          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3378          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3379          * check. (see prepare_charge() also)
3380          */
3381         if (anon)
3382                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3383 }
3384
3385 /*
3386  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3387  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3388  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3389  */
3390 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3391                                   struct page *newpage)
3392 {
3393         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3394         struct page_cgroup *pc;
3395         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3396
3397         if (mem_cgroup_disabled())
3398                 return;
3399
3400         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3401         /* fix accounting on old pages */
3402         lock_page_cgroup(pc);
3403         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3404                 memcg = pc->mem_cgroup;
3405                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3406                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3407         }
3408         unlock_page_cgroup(pc);
3409
3410         /*
3411          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3412          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3413          */
3414         if (!memcg)
3415                 return;
3416         /*
3417          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3418          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3419          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3420          */
3421         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3422 }
3423
3424 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3425 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3426 {
3427         struct page_cgroup *pc;
3428
3429         pc = lookup_page_cgroup(page);
3430         /*
3431          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3432          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3433          * or when mem_cgroup_disabled().
3434          */
3435         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3436                 return pc;
3437         return NULL;
3438 }
3439
3440 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3441 {
3442         if (mem_cgroup_disabled())
3443                 return false;
3444
3445         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3446 }
3447
3448 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3449 {
3450         struct page_cgroup *pc;
3451
3452         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3453         if (pc) {
3454                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3455                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3456         }
3457 }
3458 #endif
3459
3460 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3461
3462 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3463                                 unsigned long long val)
3464 {
3465         int retry_count;
3466         u64 memswlimit, memlimit;
3467         int ret = 0;
3468         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3469         u64 curusage, oldusage;
3470         int enlarge;
3471
3472         /*
3473          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3474          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3475          * of # of children which we should visit in this loop.
3476          */
3477         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3478
3479         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3480
3481         enlarge = 0;
3482         while (retry_count) {
3483                 if (signal_pending(current)) {
3484                         ret = -EINTR;
3485                         break;
3486                 }
3487                 /*
3488                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3489                  * open coded manner. You see what this really does.
3490                  * We have to guarantee memcg->res.limit <= memcg->memsw.limit.
3491                  */
3492                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3493                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3494                 if (memswlimit < val) {
3495                         ret = -EINVAL;