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