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