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