memcg: use static branches when code not in use
[~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  * Kernel Memory Controller
14  * Copyright (C) 2012 Parallels Inc. and Google Inc.
15  * Authors: Glauber Costa and Suleiman Souhlal
16  *
17  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
18  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
19  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
20  * (at your option) any later version.
21  *
22  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
23  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
24  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
25  * GNU General Public License for more details.
26  */
27
28 #include <linux/res_counter.h>
29 #include <linux/memcontrol.h>
30 #include <linux/cgroup.h>
31 #include <linux/mm.h>
32 #include <linux/hugetlb.h>
33 #include <linux/pagemap.h>
34 #include <linux/smp.h>
35 #include <linux/page-flags.h>
36 #include <linux/backing-dev.h>
37 #include <linux/bit_spinlock.h>
38 #include <linux/rcupdate.h>
39 #include <linux/limits.h>
40 #include <linux/export.h>
41 #include <linux/mutex.h>
42 #include <linux/rbtree.h>
43 #include <linux/slab.h>
44 #include <linux/swap.h>
45 #include <linux/swapops.h>
46 #include <linux/spinlock.h>
47 #include <linux/eventfd.h>
48 #include <linux/sort.h>
49 #include <linux/fs.h>
50 #include <linux/seq_file.h>
51 #include <linux/vmalloc.h>
52 #include <linux/mm_inline.h>
53 #include <linux/page_cgroup.h>
54 #include <linux/cpu.h>
55 #include <linux/oom.h>
56 #include "internal.h"
57 #include <net/sock.h>
58 #include <net/ip.h>
59 #include <net/tcp_memcontrol.h>
60
61 #include <asm/uaccess.h>
62
63 #include <trace/events/vmscan.h>
64
65 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
66 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_subsys);
67
68 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
69 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
70
71 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
72 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
73 int do_swap_account __read_mostly;
74
75 /* for remember boot option*/
76 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
77 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
78 #else
79 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
80 #endif
81
82 #else
83 #define do_swap_account         0
84 #endif
85
86
87 /*
88  * Statistics for memory cgroup.
89  */
90 enum mem_cgroup_stat_index {
91         /*
92          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
93          */
94         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
95         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
96         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
97         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
98         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
99 };
100
101 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
102         "cache",
103         "rss",
104         "mapped_file",
105         "swap",
106 };
107
108 enum mem_cgroup_events_index {
109         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
110         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
111         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
112         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
113         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
114 };
115
116 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
117         "pgpgin",
118         "pgpgout",
119         "pgfault",
120         "pgmajfault",
121 };
122
123 /*
124  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
125  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
126  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
127  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
128  */
129 enum mem_cgroup_events_target {
130         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
131         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
132         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
133         MEM_CGROUP_NTARGETS,
134 };
135 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
136 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
137 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
138
139 struct mem_cgroup_stat_cpu {
140         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
141         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
142         unsigned long nr_page_events;
143         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
144 };
145
146 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
147         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
148         int position;
149         /* scan generation, increased every round-trip */
150         unsigned int generation;
151 };
152
153 /*
154  * per-zone information in memory controller.
155  */
156 struct mem_cgroup_per_zone {
157         struct lruvec           lruvec;
158         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
159
160         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
161
162         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
163         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
164                                                 /* the soft limit is exceeded*/
165         bool                    on_tree;
166         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
167                                                 /* use container_of        */
168 };
169
170 struct mem_cgroup_per_node {
171         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
172 };
173
174 struct mem_cgroup_lru_info {
175         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
176 };
177
178 /*
179  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
180  * their hierarchy representation
181  */
182
183 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
184         struct rb_root rb_root;
185         spinlock_t lock;
186 };
187
188 struct mem_cgroup_tree_per_node {
189         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
190 };
191
192 struct mem_cgroup_tree {
193         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
194 };
195
196 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
197
198 struct mem_cgroup_threshold {
199         struct eventfd_ctx *eventfd;
200         u64 threshold;
201 };
202
203 /* For threshold */
204 struct mem_cgroup_threshold_ary {
205         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
206         int current_threshold;
207         /* Size of entries[] */
208         unsigned int size;
209         /* Array of thresholds */
210         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
211 };
212
213 struct mem_cgroup_thresholds {
214         /* Primary thresholds array */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
216         /*
217          * Spare threshold array.
218          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
219          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
220          */
221         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
222 };
223
224 /* for OOM */
225 struct mem_cgroup_eventfd_list {
226         struct list_head list;
227         struct eventfd_ctx *eventfd;
228 };
229
230 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
231 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
232
233 /*
234  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
235  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
236  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
237  * to help the administrator determine what knobs to tune.
238  *
239  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
240  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
241  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
242  * a feature that will be implemented much later in the future.
243  */
244 struct mem_cgroup {
245         struct cgroup_subsys_state css;
246         /*
247          * the counter to account for memory usage
248          */
249         struct res_counter res;
250
251         union {
252                 /*
253                  * the counter to account for mem+swap usage.
254                  */
255                 struct res_counter memsw;
256
257                 /*
258                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
259                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
260                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
261                  * in a union with the res field, but res plays a much
262                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
263                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
264                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
265                  */
266                 struct rcu_head rcu_freeing;
267                 /*
268                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
269                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
270                  */
271                 struct work_struct work_freeing;
272         };
273
274         /*
275          * the counter to account for kernel memory usage.
276          */
277         struct res_counter kmem;
278         /*
279          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
280          * per zone LRU lists.
281          */
282         struct mem_cgroup_lru_info info;
283         int last_scanned_node;
284 #if MAX_NUMNODES > 1
285         nodemask_t      scan_nodes;
286         atomic_t        numainfo_events;
287         atomic_t        numainfo_updating;
288 #endif
289         /*
290          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
291          */
292         bool use_hierarchy;
293         unsigned long kmem_account_flags; /* See KMEM_ACCOUNTED_*, below */
294
295         bool            oom_lock;
296         atomic_t        under_oom;
297
298         atomic_t        refcnt;
299
300         int     swappiness;
301         /* OOM-Killer disable */
302         int             oom_kill_disable;
303
304         /* set when res.limit == memsw.limit */
305         bool            memsw_is_minimum;
306
307         /* protect arrays of thresholds */
308         struct mutex thresholds_lock;
309
310         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
311         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
312
313         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
314         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
315
316         /* For oom notifier event fd */
317         struct list_head oom_notify;
318
319         /*
320          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
321          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
322          */
323         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
324         /*
325          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
326          */
327         atomic_t        moving_account;
328         /* taken only while moving_account > 0 */
329         spinlock_t      move_lock;
330         /*
331          * percpu counter.
332          */
333         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
334         /*
335          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
336          * See mem_cgroup_read_stat().
337          */
338         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
339         spinlock_t pcp_counter_lock;
340
341 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
342         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
343 #endif
344 };
345
346 /* internal only representation about the status of kmem accounting. */
347 enum {
348         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE = 0, /* accounted by this cgroup itself */
349         KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, /* static key enabled. */
350         KMEM_ACCOUNTED_DEAD, /* dead memcg with pending kmem charges */
351 };
352
353 /* We account when limit is on, but only after call sites are patched */
354 #define KMEM_ACCOUNTED_MASK \
355                 ((1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE) | (1 << KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED))
356
357 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
358 static inline void memcg_kmem_set_active(struct mem_cgroup *memcg)
359 {
360         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
361 }
362
363 static bool memcg_kmem_is_active(struct mem_cgroup *memcg)
364 {
365         return test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags);
366 }
367
368 static void memcg_kmem_set_activated(struct mem_cgroup *memcg)
369 {
370         set_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVATED, &memcg->kmem_account_flags);
371 }
372
373 static void memcg_kmem_mark_dead(struct mem_cgroup *memcg)
374 {
375         if (test_bit(KMEM_ACCOUNTED_ACTIVE, &memcg->kmem_account_flags))
376                 set_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD, &memcg->kmem_account_flags);
377 }
378
379 static bool memcg_kmem_test_and_clear_dead(struct mem_cgroup *memcg)
380 {
381         return test_and_clear_bit(KMEM_ACCOUNTED_DEAD,
382                                   &memcg->kmem_account_flags);
383 }
384 #endif
385
386 /* Stuffs for move charges at task migration. */
387 /*
388  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
389  * left-shifted bitmap of these types.
390  */
391 enum move_type {
392         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
393         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
394         NR_MOVE_TYPE,
395 };
396
397 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
398 static struct move_charge_struct {
399         spinlock_t        lock; /* for from, to */
400         struct mem_cgroup *from;
401         struct mem_cgroup *to;
402         unsigned long precharge;
403         unsigned long moved_charge;
404         unsigned long moved_swap;
405         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
406         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
407 } mc = {
408         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
409         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
410 };
411
412 static bool move_anon(void)
413 {
414         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
415                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
416 }
417
418 static bool move_file(void)
419 {
420         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
421                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
422 }
423
424 /*
425  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
426  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
427  */
428 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
429 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
430
431 enum charge_type {
432         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
433         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
434         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
435         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
436         NR_CHARGE_TYPE,
437 };
438
439 /* for encoding cft->private value on file */
440 enum res_type {
441         _MEM,
442         _MEMSWAP,
443         _OOM_TYPE,
444         _KMEM,
445 };
446
447 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
448 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
449 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
450 /* Used for OOM nofiier */
451 #define OOM_CONTROL             (0)
452
453 /*
454  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
455  */
456 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
457 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
458 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
459 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
460
461 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
462 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
463
464 static inline
465 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
466 {
467         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
468 }
469
470 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
471 {
472         return (memcg == root_mem_cgroup);
473 }
474
475 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
476 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
477
478 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
479 {
480         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
481                 struct mem_cgroup *memcg;
482                 struct cg_proto *cg_proto;
483
484                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
485
486                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
487                  * filled. It won't however, necessarily happen from
488                  * process context. So the test for root memcg given
489                  * the current task's memcg won't help us in this case.
490                  *
491                  * Respecting the original socket's memcg is a better
492                  * decision in this case.
493                  */
494                 if (sk->sk_cgrp) {
495                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
496                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
497                         return;
498                 }
499
500                 rcu_read_lock();
501                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
502                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
503                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
504                         mem_cgroup_get(memcg);
505                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
506                 }
507                 rcu_read_unlock();
508         }
509 }
510 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
511
512 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
513 {
514         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
515                 struct mem_cgroup *memcg;
516                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
517                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
518                 mem_cgroup_put(memcg);
519         }
520 }
521
522 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
523 {
524         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
525                 return NULL;
526
527         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
528 }
529 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
530
531 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
532 {
533         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
534                 return;
535         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
536 }
537 #else
538 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
539 {
540 }
541 #endif
542
543 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
544 struct static_key memcg_kmem_enabled_key;
545
546 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
547 {
548         if (memcg_kmem_is_active(memcg))
549                 static_key_slow_dec(&memcg_kmem_enabled_key);
550 }
551 #else
552 static void disarm_kmem_keys(struct mem_cgroup *memcg)
553 {
554 }
555 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
556
557 static void disarm_static_keys(struct mem_cgroup *memcg)
558 {
559         disarm_sock_keys(memcg);
560         disarm_kmem_keys(memcg);
561 }
562
563 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
564
565 static struct mem_cgroup_per_zone *
566 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
567 {
568         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
569 }
570
571 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
572 {
573         return &memcg->css;
574 }
575
576 static struct mem_cgroup_per_zone *
577 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
578 {
579         int nid = page_to_nid(page);
580         int zid = page_zonenum(page);
581
582         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
583 }
584
585 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
586 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
587 {
588         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
589 }
590
591 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
592 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
593 {
594         int nid = page_to_nid(page);
595         int zid = page_zonenum(page);
596
597         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
598 }
599
600 static void
601 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
602                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
603                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
604                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
605 {
606         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
607         struct rb_node *parent = NULL;
608         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
609
610         if (mz->on_tree)
611                 return;
612
613         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
614         if (!mz->usage_in_excess)
615                 return;
616         while (*p) {
617                 parent = *p;
618                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
619                                         tree_node);
620                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
621                         p = &(*p)->rb_left;
622                 /*
623                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
624                  * limit by the same amount
625                  */
626                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
627                         p = &(*p)->rb_right;
628         }
629         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
630         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
631         mz->on_tree = true;
632 }
633
634 static void
635 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
636                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
637                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
638 {
639         if (!mz->on_tree)
640                 return;
641         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
642         mz->on_tree = false;
643 }
644
645 static void
646 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
647                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
648                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
649 {
650         spin_lock(&mctz->lock);
651         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
652         spin_unlock(&mctz->lock);
653 }
654
655
656 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
657 {
658         unsigned long long excess;
659         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
660         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
661         int nid = page_to_nid(page);
662         int zid = page_zonenum(page);
663         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
664
665         /*
666          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
667          * because their event counter is not touched.
668          */
669         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
670                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
671                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
672                 /*
673                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
674                  * mem is over its softlimit.
675                  */
676                 if (excess || mz->on_tree) {
677                         spin_lock(&mctz->lock);
678                         /* if on-tree, remove it */
679                         if (mz->on_tree)
680                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
681                         /*
682                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
683                          * If excess is 0, no tree ops.
684                          */
685                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
686                         spin_unlock(&mctz->lock);
687                 }
688         }
689 }
690
691 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
692 {
693         int node, zone;
694         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
695         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
696
697         for_each_node(node) {
698                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
699                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
700                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
701                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
702                 }
703         }
704 }
705
706 static struct mem_cgroup_per_zone *
707 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
708 {
709         struct rb_node *rightmost = NULL;
710         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
711
712 retry:
713         mz = NULL;
714         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
715         if (!rightmost)
716                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
717
718         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
719         /*
720          * Remove the node now but someone else can add it back,
721          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
722          * position in the tree.
723          */
724         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
725         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
726                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
727                 goto retry;
728 done:
729         return mz;
730 }
731
732 static struct mem_cgroup_per_zone *
733 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
734 {
735         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
736
737         spin_lock(&mctz->lock);
738         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
739         spin_unlock(&mctz->lock);
740         return mz;
741 }
742
743 /*
744  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
745  *
746  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
747  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
748  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
749  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
750  *
751  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
752  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
753  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
754  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
755  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
756  *
757  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
758  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
759  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
760  * implemented.
761  */
762 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
763                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
764 {
765         long val = 0;
766         int cpu;
767
768         get_online_cpus();
769         for_each_online_cpu(cpu)
770                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
771 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
772         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
773         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
774         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
775 #endif
776         put_online_cpus();
777         return val;
778 }
779
780 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
781                                          bool charge)
782 {
783         int val = (charge) ? 1 : -1;
784         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
785 }
786
787 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
788                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
789 {
790         unsigned long val = 0;
791         int cpu;
792
793         for_each_online_cpu(cpu)
794                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
795 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
796         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
797         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
798         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
799 #endif
800         return val;
801 }
802
803 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
804                                          bool anon, int nr_pages)
805 {
806         preempt_disable();
807
808         /*
809          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
810          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
811          */
812         if (anon)
813                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
814                                 nr_pages);
815         else
816                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
817                                 nr_pages);
818
819         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
820         if (nr_pages > 0)
821                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
822         else {
823                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
824                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
825         }
826
827         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
828
829         preempt_enable();
830 }
831
832 unsigned long
833 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
834 {
835         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
836
837         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
838         return mz->lru_size[lru];
839 }
840
841 static unsigned long
842 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
843                         unsigned int lru_mask)
844 {
845         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
846         enum lru_list lru;
847         unsigned long ret = 0;
848
849         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
850
851         for_each_lru(lru) {
852                 if (BIT(lru) & lru_mask)
853                         ret += mz->lru_size[lru];
854         }
855         return ret;
856 }
857
858 static unsigned long
859 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
860                         int nid, unsigned int lru_mask)
861 {
862         u64 total = 0;
863         int zid;
864
865         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
866                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
867                                                 nid, zid, lru_mask);
868
869         return total;
870 }
871
872 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
873                         unsigned int lru_mask)
874 {
875         int nid;
876         u64 total = 0;
877
878         for_each_node_state(nid, N_MEMORY)
879                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
880         return total;
881 }
882
883 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
884                                        enum mem_cgroup_events_target target)
885 {
886         unsigned long val, next;
887
888         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
889         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
890         /* from time_after() in jiffies.h */
891         if ((long)next - (long)val < 0) {
892                 switch (target) {
893                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
894                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
895                         break;
896                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
897                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
898                         break;
899                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
900                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
901                         break;
902                 default:
903                         break;
904                 }
905                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
906                 return true;
907         }
908         return false;
909 }
910
911 /*
912  * Check events in order.
913  *
914  */
915 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
916 {
917         preempt_disable();
918         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
919         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
920                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
921                 bool do_softlimit;
922                 bool do_numainfo __maybe_unused;
923
924                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
925                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
926 #if MAX_NUMNODES > 1
927                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
928                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
929 #endif
930                 preempt_enable();
931
932                 mem_cgroup_threshold(memcg);
933                 if (unlikely(do_softlimit))
934                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
935 #if MAX_NUMNODES > 1
936                 if (unlikely(do_numainfo))
937                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
938 #endif
939         } else
940                 preempt_enable();
941 }
942
943 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
944 {
945         return mem_cgroup_from_css(
946                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
947 }
948
949 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
950 {
951         /*
952          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
953          * if it races with swapoff, page migration, etc.
954          * So this can be called with p == NULL.
955          */
956         if (unlikely(!p))
957                 return NULL;
958
959         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
960 }
961
962 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
963 {
964         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
965
966         if (!mm)
967                 return NULL;
968         /*
969          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
970          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
971          * pessimistic (rather than adding locks here).
972          */
973         rcu_read_lock();
974         do {
975                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
976                 if (unlikely(!memcg))
977                         break;
978         } while (!css_tryget(&memcg->css));
979         rcu_read_unlock();
980         return memcg;
981 }
982
983 /**
984  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
985  * @root: hierarchy root
986  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
987  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
988  *
989  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
990  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
991  *
992  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
993  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
994  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
995  *
996  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
997  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
998  * reclaimers operating on the same zone and priority.
999  */
1000 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
1001                                    struct mem_cgroup *prev,
1002                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
1003 {
1004         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
1005         int id = 0;
1006
1007         if (mem_cgroup_disabled())
1008                 return NULL;
1009
1010         if (!root)
1011                 root = root_mem_cgroup;
1012
1013         if (prev && !reclaim)
1014                 id = css_id(&prev->css);
1015
1016         if (prev && prev != root)
1017                 css_put(&prev->css);
1018
1019         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
1020                 if (prev)
1021                         return NULL;
1022                 return root;
1023         }
1024
1025         while (!memcg) {
1026                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
1027                 struct cgroup_subsys_state *css;
1028
1029                 if (reclaim) {
1030                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
1031                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
1032                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1033
1034                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
1035                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
1036                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
1037                                 return NULL;
1038                         id = iter->position;
1039                 }
1040
1041                 rcu_read_lock();
1042                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
1043                 if (css) {
1044                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
1045                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
1046                 } else
1047                         id = 0;
1048                 rcu_read_unlock();
1049
1050                 if (reclaim) {
1051                         iter->position = id;
1052                         if (!css)
1053                                 iter->generation++;
1054                         else if (!prev && memcg)
1055                                 reclaim->generation = iter->generation;
1056                 }
1057
1058                 if (prev && !css)
1059                         return NULL;
1060         }
1061         return memcg;
1062 }
1063
1064 /**
1065  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
1066  * @root: hierarchy root
1067  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
1068  */
1069 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
1070                            struct mem_cgroup *prev)
1071 {
1072         if (!root)
1073                 root = root_mem_cgroup;
1074         if (prev && prev != root)
1075                 css_put(&prev->css);
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1080  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1081  * be used for reference counting.
1082  */
1083 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1084         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1085              iter != NULL;                              \
1086              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1087
1088 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1089         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1090              iter != NULL;                              \
1091              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1092
1093 void __mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1094 {
1095         struct mem_cgroup *memcg;
1096
1097         rcu_read_lock();
1098         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1099         if (unlikely(!memcg))
1100                 goto out;
1101
1102         switch (idx) {
1103         case PGFAULT:
1104                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1105                 break;
1106         case PGMAJFAULT:
1107                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1108                 break;
1109         default:
1110                 BUG();
1111         }
1112 out:
1113         rcu_read_unlock();
1114 }
1115 EXPORT_SYMBOL(__mem_cgroup_count_vm_event);
1116
1117 /**
1118  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1119  * @zone: zone of the wanted lruvec
1120  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1121  *
1122  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1123  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1124  * is disabled.
1125  */
1126 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1127                                       struct mem_cgroup *memcg)
1128 {
1129         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1130         struct lruvec *lruvec;
1131
1132         if (mem_cgroup_disabled()) {
1133                 lruvec = &zone->lruvec;
1134                 goto out;
1135         }
1136
1137         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1138         lruvec = &mz->lruvec;
1139 out:
1140         /*
1141          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1142          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1143          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1144          */
1145         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1146                 lruvec->zone = zone;
1147         return lruvec;
1148 }
1149
1150 /*
1151  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1152  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1153  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1154  *
1155  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1156  * 1. charge
1157  * 2. moving account
1158  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1159  * It is added to LRU before charge.
1160  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1161  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1162  */
1163
1164 /**
1165  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1166  * @page: the page
1167  * @zone: zone of the page
1168  */
1169 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1170 {
1171         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1172         struct mem_cgroup *memcg;
1173         struct page_cgroup *pc;
1174         struct lruvec *lruvec;
1175
1176         if (mem_cgroup_disabled()) {
1177                 lruvec = &zone->lruvec;
1178                 goto out;
1179         }
1180
1181         pc = lookup_page_cgroup(page);
1182         memcg = pc->mem_cgroup;
1183
1184         /*
1185          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1186          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1187          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1188          *
1189          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1190          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1191          * of pc->mem_cgroup safe.
1192          */
1193         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1194                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1195
1196         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1197         lruvec = &mz->lruvec;
1198 out:
1199         /*
1200          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1201          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1202          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1203          */
1204         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1205                 lruvec->zone = zone;
1206         return lruvec;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1211  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1212  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1213  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1214  *
1215  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1216  * lru list.
1217  */
1218 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1219                                 int nr_pages)
1220 {
1221         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1222         unsigned long *lru_size;
1223
1224         if (mem_cgroup_disabled())
1225                 return;
1226
1227         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1228         lru_size = mz->lru_size + lru;
1229         *lru_size += nr_pages;
1230         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1235  * hierarchy subtree
1236  */
1237 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1238                                   struct mem_cgroup *memcg)
1239 {
1240         if (root_memcg == memcg)
1241                 return true;
1242         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1243                 return false;
1244         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1245 }
1246
1247 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1248                                        struct mem_cgroup *memcg)
1249 {
1250         bool ret;
1251
1252         rcu_read_lock();
1253         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1254         rcu_read_unlock();
1255         return ret;
1256 }
1257
1258 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1259 {
1260         int ret;
1261         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1262         struct task_struct *p;
1263
1264         p = find_lock_task_mm(task);
1265         if (p) {
1266                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1267                 task_unlock(p);
1268         } else {
1269                 /*
1270                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1271                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1272                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1273                  */
1274                 task_lock(task);
1275                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1276                 if (curr)
1277                         css_get(&curr->css);
1278                 task_unlock(task);
1279         }
1280         if (!curr)
1281                 return 0;
1282         /*
1283          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1284          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1285          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1286          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1287          */
1288         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1289         css_put(&curr->css);
1290         return ret;
1291 }
1292
1293 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1294 {
1295         unsigned long inactive_ratio;
1296         unsigned long inactive;
1297         unsigned long active;
1298         unsigned long gb;
1299
1300         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1301         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1302
1303         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1304         if (gb)
1305                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1306         else
1307                 inactive_ratio = 1;
1308
1309         return inactive * inactive_ratio < active;
1310 }
1311
1312 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1313 {
1314         unsigned long active;
1315         unsigned long inactive;
1316
1317         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1318         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1319
1320         return (active > inactive);
1321 }
1322
1323 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1324         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1325
1326 /**
1327  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1328  * @memcg: the memory cgroup
1329  *
1330  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1331  * pages.
1332  */
1333 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         unsigned long long margin;
1336
1337         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1338         if (do_swap_account)
1339                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1340         return margin >> PAGE_SHIFT;
1341 }
1342
1343 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1344 {
1345         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1346
1347         /* root ? */
1348         if (cgrp->parent == NULL)
1349                 return vm_swappiness;
1350
1351         return memcg->swappiness;
1352 }
1353
1354 /*
1355  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1356  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1357  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1358  * rcu_read_lock(), like this:
1359  *
1360  *         CPU-A                                    CPU-B
1361  *                                              rcu_read_lock()
1362  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1363  *                                                   take heavy locks.
1364  *         synchronize_rcu()                    update something.
1365  *                                              rcu_read_unlock()
1366  *         start move here.
1367  */
1368
1369 /* for quick checking without looking up memcg */
1370 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1371
1372 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1373 {
1374         atomic_inc(&memcg_moving);
1375         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1376         synchronize_rcu();
1377 }
1378
1379 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1380 {
1381         /*
1382          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1383          * We check NULL in callee rather than caller.
1384          */
1385         if (memcg) {
1386                 atomic_dec(&memcg_moving);
1387                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1388         }
1389 }
1390
1391 /*
1392  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1393  *
1394  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1395  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1396  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1397  *
1398  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1399  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1400  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1401  */
1402
1403 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1404 {
1405         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1406         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1407 }
1408
1409 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1410 {
1411         struct mem_cgroup *from;
1412         struct mem_cgroup *to;
1413         bool ret = false;
1414         /*
1415          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1416          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1417          */
1418         spin_lock(&mc.lock);
1419         from = mc.from;
1420         to = mc.to;
1421         if (!from)
1422                 goto unlock;
1423
1424         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1425                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1426 unlock:
1427         spin_unlock(&mc.lock);
1428         return ret;
1429 }
1430
1431 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1432 {
1433         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1434                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1435                         DEFINE_WAIT(wait);
1436                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1437                         /* moving charge context might have finished. */
1438                         if (mc.moving_task)
1439                                 schedule();
1440                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1441                         return true;
1442                 }
1443         }
1444         return false;
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Take this lock when
1449  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1450  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1451  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1452  */
1453 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1454                                   unsigned long *flags)
1455 {
1456         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1457 }
1458
1459 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1460                                 unsigned long *flags)
1461 {
1462         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1463 }
1464
1465 /**
1466  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1467  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1468  * @p: Task that is going to be killed
1469  *
1470  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1471  * enabled
1472  */
1473 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1474 {
1475         struct cgroup *task_cgrp;
1476         struct cgroup *mem_cgrp;
1477         /*
1478          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1479          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1480          * If this assumption is broken, revisit this code.
1481          */
1482         static char memcg_name[PATH_MAX];
1483         int ret;
1484
1485         if (!memcg || !p)
1486                 return;
1487
1488         rcu_read_lock();
1489
1490         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1491         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1492
1493         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1494         if (ret < 0) {
1495                 /*
1496                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1497                  * But we'll still print out the usage information
1498                  */
1499                 rcu_read_unlock();
1500                 goto done;
1501         }
1502         rcu_read_unlock();
1503
1504         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1505
1506         rcu_read_lock();
1507         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1508         if (ret < 0) {
1509                 rcu_read_unlock();
1510                 goto done;
1511         }
1512         rcu_read_unlock();
1513
1514         /*
1515          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1516          */
1517         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1518 done:
1519
1520         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1521                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1522                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1523                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1524         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1525                 "failcnt %llu\n",
1526                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1527                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1528                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1529         printk(KERN_INFO "kmem: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1530                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_USAGE) >> 10,
1531                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_LIMIT) >> 10,
1532                 res_counter_read_u64(&memcg->kmem, RES_FAILCNT));
1533 }
1534
1535 /*
1536  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1537  * 1(self count) if no children.
1538  */
1539 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1540 {
1541         int num = 0;
1542         struct mem_cgroup *iter;
1543
1544         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1545                 num++;
1546         return num;
1547 }
1548
1549 /*
1550  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1551  */
1552 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1553 {
1554         u64 limit;
1555
1556         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1557
1558         /*
1559          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1560          */
1561         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1562                 u64 memsw;
1563
1564                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1565                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1566
1567                 /*
1568                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1569                  * available to this memcg, return that limit.
1570                  */
1571                 limit = min(limit, memsw);
1572         }
1573
1574         return limit;
1575 }
1576
1577 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1578                                      int order)
1579 {
1580         struct mem_cgroup *iter;
1581         unsigned long chosen_points = 0;
1582         unsigned long totalpages;
1583         unsigned int points = 0;
1584         struct task_struct *chosen = NULL;
1585
1586         /*
1587          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1588          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1589          * its memory.
1590          */
1591         if (fatal_signal_pending(current)) {
1592                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1593                 return;
1594         }
1595
1596         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1597         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1598         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1599                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1600                 struct cgroup_iter it;
1601                 struct task_struct *task;
1602
1603                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1604                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1605                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1606                                                         false)) {
1607                         case OOM_SCAN_SELECT:
1608                                 if (chosen)
1609                                         put_task_struct(chosen);
1610                                 chosen = task;
1611                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1612                                 get_task_struct(chosen);
1613                                 /* fall through */
1614                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1615                                 continue;
1616                         case OOM_SCAN_ABORT:
1617                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1618                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1619                                 if (chosen)
1620                                         put_task_struct(chosen);
1621                                 return;
1622                         case OOM_SCAN_OK:
1623                                 break;
1624                         };
1625                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1626                         if (points > chosen_points) {
1627                                 if (chosen)
1628                                         put_task_struct(chosen);
1629                                 chosen = task;
1630                                 chosen_points = points;
1631                                 get_task_struct(chosen);
1632                         }
1633                 }
1634                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1635         }
1636
1637         if (!chosen)
1638                 return;
1639         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1640         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1641                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1642 }
1643
1644 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1645                                         gfp_t gfp_mask,
1646                                         unsigned long flags)
1647 {
1648         unsigned long total = 0;
1649         bool noswap = false;
1650         int loop;
1651
1652         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1653                 noswap = true;
1654         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1655                 noswap = true;
1656
1657         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1658                 if (loop)
1659                         drain_all_stock_async(memcg);
1660                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1661                 /*
1662                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1663                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1664                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1665                  */
1666                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1667                         break;
1668                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1669                         break;
1670                 /*
1671                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1672                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1673                  */
1674                 if (loop && !total)
1675                         break;
1676         }
1677         return total;
1678 }
1679
1680 /**
1681  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1682  * @memcg: the target memcg
1683  * @nid: the node ID to be checked.
1684  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1685  *
1686  * This function returns whether the specified memcg contains any
1687  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1688  * pages in the node.
1689  */
1690 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1691                 int nid, bool noswap)
1692 {
1693         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1694                 return true;
1695         if (noswap || !total_swap_pages)
1696                 return false;
1697         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1698                 return true;
1699         return false;
1700
1701 }
1702 #if MAX_NUMNODES > 1
1703
1704 /*
1705  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1706  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1707  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1708  *
1709  */
1710 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1711 {
1712         int nid;
1713         /*
1714          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1715          * pagein/pageout changes since the last update.
1716          */
1717         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1718                 return;
1719         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1720                 return;
1721
1722         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1723         memcg->scan_nodes = node_states[N_MEMORY];
1724
1725         for_each_node_mask(nid, node_states[N_MEMORY]) {
1726
1727                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1728                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1729         }
1730
1731         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1732         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1737  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1738  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1739  *
1740  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1741  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1742  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1743  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1744  *
1745  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1746  */
1747 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1748 {
1749         int node;
1750
1751         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1752         node = memcg->last_scanned_node;
1753
1754         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1755         if (node == MAX_NUMNODES)
1756                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1757         /*
1758          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1759          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1760          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1761          * we use curret node.
1762          */
1763         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1764                 node = numa_node_id();
1765
1766         memcg->last_scanned_node = node;
1767         return node;
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1772  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1773  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1774  * enough new information. We need to do double check.
1775  */
1776 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1777 {
1778         int nid;
1779
1780         /*
1781          * quick check...making use of scan_node.
1782          * We can skip unused nodes.
1783          */
1784         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1785                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1786                      nid < MAX_NUMNODES;
1787                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1788
1789                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1790                                 return true;
1791                 }
1792         }
1793         /*
1794          * Check rest of nodes.
1795          */
1796         for_each_node_state(nid, N_MEMORY) {
1797                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1798                         continue;
1799                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1800                         return true;
1801         }
1802         return false;
1803 }
1804
1805 #else
1806 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1807 {
1808         return 0;
1809 }
1810
1811 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1812 {
1813         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1814 }
1815 #endif
1816
1817 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1818                                    struct zone *zone,
1819                                    gfp_t gfp_mask,
1820                                    unsigned long *total_scanned)
1821 {
1822         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1823         int total = 0;
1824         int loop = 0;
1825         unsigned long excess;
1826         unsigned long nr_scanned;
1827         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1828                 .zone = zone,
1829                 .priority = 0,
1830         };
1831
1832         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1833
1834         while (1) {
1835                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1836                 if (!victim) {
1837                         loop++;
1838                         if (loop >= 2) {
1839                                 /*
1840                                  * If we have not been able to reclaim
1841                                  * anything, it might because there are
1842                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1843                                  */
1844                                 if (!total)
1845                                         break;
1846                                 /*
1847                                  * We want to do more targeted reclaim.
1848                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1849                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1850                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1851                                  */
1852                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1853                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1854                                         break;
1855                         }
1856                         continue;
1857                 }
1858                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1859                         continue;
1860                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1861                                                      zone, &nr_scanned);
1862                 *total_scanned += nr_scanned;
1863                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1864                         break;
1865         }
1866         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1867         return total;
1868 }
1869
1870 /*
1871  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1872  * If someone is running, return false.
1873  * Has to be called with memcg_oom_lock
1874  */
1875 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1876 {
1877         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1878
1879         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1880                 if (iter->oom_lock) {
1881                         /*
1882                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1883                          * so we cannot give a lock.
1884                          */
1885                         failed = iter;
1886                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1887                         break;
1888                 } else
1889                         iter->oom_lock = true;
1890         }
1891
1892         if (!failed)
1893                 return true;
1894
1895         /*
1896          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1897          * what we set up to the failing subtree
1898          */
1899         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1900                 if (iter == failed) {
1901                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1902                         break;
1903                 }
1904                 iter->oom_lock = false;
1905         }
1906         return false;
1907 }
1908
1909 /*
1910  * Has to be called with memcg_oom_lock
1911  */
1912 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1913 {
1914         struct mem_cgroup *iter;
1915
1916         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1917                 iter->oom_lock = false;
1918         return 0;
1919 }
1920
1921 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1922 {
1923         struct mem_cgroup *iter;
1924
1925         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1926                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1927 }
1928
1929 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1930 {
1931         struct mem_cgroup *iter;
1932
1933         /*
1934          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1935          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1936          * atomic_add_unless() here.
1937          */
1938         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1939                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1940 }
1941
1942 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1943 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1944
1945 struct oom_wait_info {
1946         struct mem_cgroup *memcg;
1947         wait_queue_t    wait;
1948 };
1949
1950 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1951         unsigned mode, int sync, void *arg)
1952 {
1953         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1954         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1955         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1956
1957         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1958         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1959
1960         /*
1961          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1962          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1963          */
1964         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1965                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1966                 return 0;
1967         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1968 }
1969
1970 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1971 {
1972         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1973         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1974 }
1975
1976 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1977 {
1978         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1979                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1980 }
1981
1982 /*
1983  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1984  */
1985 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1986                                   int order)
1987 {
1988         struct oom_wait_info owait;
1989         bool locked, need_to_kill;
1990
1991         owait.memcg = memcg;
1992         owait.wait.flags = 0;
1993         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1994         owait.wait.private = current;
1995         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1996         need_to_kill = true;
1997         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1998
1999         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
2000         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2001         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
2002         /*
2003          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
2004          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
2005          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
2006          */
2007         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
2008         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
2009                 need_to_kill = false;
2010         if (locked)
2011                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
2012         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2013
2014         if (need_to_kill) {
2015                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2016                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
2017         } else {
2018                 schedule();
2019                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
2020         }
2021         spin_lock(&memcg_oom_lock);
2022         if (locked)
2023                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
2024         memcg_wakeup_oom(memcg);
2025         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
2026
2027         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
2028
2029         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
2030                 return false;
2031         /* Give chance to dying process */
2032         schedule_timeout_uninterruptible(1);
2033         return true;
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
2038  * generalized to update other statistics as well.
2039  *
2040  * Notes: Race condition
2041  *
2042  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
2043  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
2044  * to do so _always_.
2045  *
2046  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
2047  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
2048  * are no race with "charge".
2049  *
2050  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
2051  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
2052  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
2053  * by flags.
2054  *
2055  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
2056  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
2057  * If there is, we take a lock.
2058  */
2059
2060 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
2061                                 bool *locked, unsigned long *flags)
2062 {
2063         struct mem_cgroup *memcg;
2064         struct page_cgroup *pc;
2065
2066         pc = lookup_page_cgroup(page);
2067 again:
2068         memcg = pc->mem_cgroup;
2069         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2070                 return;
2071         /*
2072          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
2073          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
2074          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
2075          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2076          */
2077         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2078                 return;
2079
2080         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2081         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2082                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2083                 goto again;
2084         }
2085         *locked = true;
2086 }
2087
2088 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2089 {
2090         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2091
2092         /*
2093          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2094          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2095          * should take move_lock_mem_cgroup().
2096          */
2097         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2098 }
2099
2100 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2101                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2102 {
2103         struct mem_cgroup *memcg;
2104         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2105         unsigned long uninitialized_var(flags);
2106
2107         if (mem_cgroup_disabled())
2108                 return;
2109
2110         memcg = pc->mem_cgroup;
2111         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2112                 return;
2113
2114         switch (idx) {
2115         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2116                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2117                 break;
2118         default:
2119                 BUG();
2120         }
2121
2122         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2123 }
2124
2125 /*
2126  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2127  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2128  */
2129 #define CHARGE_BATCH    32U
2130 struct memcg_stock_pcp {
2131         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2132         unsigned int nr_pages;
2133         struct work_struct work;
2134         unsigned long flags;
2135 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2136 };
2137 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2138 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2139
2140 /**
2141  * consume_stock: Try to consume stocked charge on this cpu.
2142  * @memcg: memcg to consume from.
2143  * @nr_pages: how many pages to charge.
2144  *
2145  * The charges will only happen if @memcg matches the current cpu's memcg
2146  * stock, and at least @nr_pages are available in that stock.  Failure to
2147  * service an allocation will refill the stock.
2148  *
2149  * returns true if successful, false otherwise.
2150  */
2151 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2152 {
2153         struct memcg_stock_pcp *stock;
2154         bool ret = true;
2155
2156         if (nr_pages > CHARGE_BATCH)
2157                 return false;
2158
2159         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2160         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages >= nr_pages)
2161                 stock->nr_pages -= nr_pages;
2162         else /* need to call res_counter_charge */
2163                 ret = false;
2164         put_cpu_var(memcg_stock);
2165         return ret;
2166 }
2167
2168 /*
2169  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2170  */
2171 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2172 {
2173         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2174
2175         if (stock->nr_pages) {
2176                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2177
2178                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2179                 if (do_swap_account)
2180                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2181                 stock->nr_pages = 0;
2182         }
2183         stock->cached = NULL;
2184 }
2185
2186 /*
2187  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2188  * a thread which is pinned to local cpu.
2189  */
2190 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2191 {
2192         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2193         drain_stock(stock);
2194         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2199  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2200  */
2201 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2202 {
2203         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2204
2205         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2206                 drain_stock(stock);
2207                 stock->cached = memcg;
2208         }
2209         stock->nr_pages += nr_pages;
2210         put_cpu_var(memcg_stock);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2215  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2216  * until the work is done.
2217  */
2218 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2219 {
2220         int cpu, curcpu;
2221
2222         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2223         get_online_cpus();
2224         curcpu = get_cpu();
2225         for_each_online_cpu(cpu) {
2226                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2227                 struct mem_cgroup *memcg;
2228
2229                 memcg = stock->cached;
2230                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2231                         continue;
2232                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2233                         continue;
2234                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2235                         if (cpu == curcpu)
2236                                 drain_local_stock(&stock->work);
2237                         else
2238                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2239                 }
2240         }
2241         put_cpu();
2242
2243         if (!sync)
2244                 goto out;
2245
2246         for_each_online_cpu(cpu) {
2247                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2248                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2249                         flush_work(&stock->work);
2250         }
2251 out:
2252         put_online_cpus();
2253 }
2254
2255 /*
2256  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2257  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2258  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2259  * it.
2260  */
2261 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2262 {
2263         /*
2264          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2265          */
2266         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2267                 return;
2268         drain_all_stock(root_memcg, false);
2269         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2270 }
2271
2272 /* This is a synchronous drain interface. */
2273 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2274 {
2275         /* called when force_empty is called */
2276         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2277         drain_all_stock(root_memcg, true);
2278         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2279 }
2280
2281 /*
2282  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2283  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2284  */
2285 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2286 {
2287         int i;
2288
2289         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2290         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2291                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2292
2293                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2294                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2295         }
2296         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2297                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2298
2299                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2300                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2301         }
2302         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2303 }
2304
2305 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2306                                         unsigned long action,
2307                                         void *hcpu)
2308 {
2309         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2310         struct memcg_stock_pcp *stock;
2311         struct mem_cgroup *iter;
2312
2313         if (action == CPU_ONLINE)
2314                 return NOTIFY_OK;
2315
2316         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2317                 return NOTIFY_OK;
2318
2319         for_each_mem_cgroup(iter)
2320                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2321
2322         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2323         drain_stock(stock);
2324         return NOTIFY_OK;
2325 }
2326
2327
2328 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2329 enum {
2330         CHARGE_OK,              /* success */
2331         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2332         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2333         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2334         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2335 };
2336
2337 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2338                                 unsigned int nr_pages, unsigned int min_pages,
2339                                 bool oom_check)
2340 {
2341         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2342         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2343         struct res_counter *fail_res;
2344         unsigned long flags = 0;
2345         int ret;
2346
2347         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2348
2349         if (likely(!ret)) {
2350                 if (!do_swap_account)
2351                         return CHARGE_OK;
2352                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2353                 if (likely(!ret))
2354                         return CHARGE_OK;
2355
2356                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2357                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2358                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2359         } else
2360                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2361         /*
2362          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2363          * single page instead.
2364          */
2365         if (nr_pages > min_pages)
2366                 return CHARGE_RETRY;
2367
2368         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2369                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2370
2371         if (gfp_mask & __GFP_NORETRY)
2372                 return CHARGE_NOMEM;
2373
2374         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2375         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2376                 return CHARGE_RETRY;
2377         /*
2378          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2379          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2380          * before killing the task.
2381          *
2382          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2383          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2384          * to regular pages anyway in case of failure.
2385          */
2386         if (nr_pages <= (1 << PAGE_ALLOC_COSTLY_ORDER) && ret)
2387                 return CHARGE_RETRY;
2388
2389         /*
2390          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2391          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2392          */
2393         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2394                 return CHARGE_RETRY;
2395
2396         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2397         if (!oom_check)
2398                 return CHARGE_NOMEM;
2399         /* check OOM */
2400         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2401                 return CHARGE_OOM_DIE;
2402
2403         return CHARGE_RETRY;
2404 }
2405
2406 /*
2407  * __mem_cgroup_try_charge() does
2408  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2409  * 2. update res_counter
2410  * 3. call memory reclaim if necessary.
2411  *
2412  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2413  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2414  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2415  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2416  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2417  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2418  *
2419  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2420  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2421  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2422  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2423  *
2424  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2425  * the oom-killer can be invoked.
2426  */
2427 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2428                                    gfp_t gfp_mask,
2429                                    unsigned int nr_pages,
2430                                    struct mem_cgroup **ptr,
2431                                    bool oom)
2432 {
2433         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2434         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2435         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2436         int ret;
2437
2438         /*
2439          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2440          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2441          * MEMDIE process.
2442          */
2443         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2444                      || fatal_signal_pending(current)))
2445                 goto bypass;
2446
2447         /*
2448          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2449          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2450          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2451          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2452          */
2453         if (!*ptr && !mm)
2454                 *ptr = root_mem_cgroup;
2455 again:
2456         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2457                 memcg = *ptr;
2458                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2459                         goto done;
2460                 if (consume_stock(memcg, nr_pages))
2461                         goto done;
2462                 css_get(&memcg->css);
2463         } else {
2464                 struct task_struct *p;
2465
2466                 rcu_read_lock();
2467                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2468                 /*
2469                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2470                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2471                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2472                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2473                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2474                  * small race, here.
2475                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2476                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2477                  */
2478                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2479                 if (!memcg)
2480                         memcg = root_mem_cgroup;
2481                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2482                         rcu_read_unlock();
2483                         goto done;
2484                 }
2485                 if (consume_stock(memcg, nr_pages)) {
2486                         /*
2487                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2488                          * But considering how consume_stok works, it's not
2489                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2490                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2491                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2492                          * calling consume_stock().
2493                          */
2494                         rcu_read_unlock();
2495                         goto done;
2496                 }
2497                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2498                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2499                         rcu_read_unlock();
2500                         goto again;
2501                 }
2502                 rcu_read_unlock();
2503         }
2504
2505         do {
2506                 bool oom_check;
2507
2508                 /* If killed, bypass charge */
2509                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2510                         css_put(&memcg->css);
2511                         goto bypass;
2512                 }
2513
2514                 oom_check = false;
2515                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2516                         oom_check = true;
2517                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2518                 }
2519
2520                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, nr_pages,
2521                     oom_check);
2522                 switch (ret) {
2523                 case CHARGE_OK:
2524                         break;
2525                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2526                         batch = nr_pages;
2527                         css_put(&memcg->css);
2528                         memcg = NULL;
2529                         goto again;
2530                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2531                         css_put(&memcg->css);
2532                         goto nomem;
2533                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2534                         if (!oom) {
2535                                 css_put(&memcg->css);
2536                                 goto nomem;
2537                         }
2538                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2539                         nr_oom_retries--;
2540                         break;
2541                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2542                         css_put(&memcg->css);
2543                         goto bypass;
2544                 }
2545         } while (ret != CHARGE_OK);
2546
2547         if (batch > nr_pages)
2548                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2549         css_put(&memcg->css);
2550 done:
2551         *ptr = memcg;
2552         return 0;
2553 nomem:
2554         *ptr = NULL;
2555         return -ENOMEM;
2556 bypass:
2557         *ptr = root_mem_cgroup;
2558         return -EINTR;
2559 }
2560
2561 /*
2562  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2563  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2564  * gotten by try_charge().
2565  */
2566 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2567                                        unsigned int nr_pages)
2568 {
2569         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2570                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2571
2572                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2573                 if (do_swap_account)
2574                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2575         }
2576 }
2577
2578 /*
2579  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2580  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2581  */
2582 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2583                                         unsigned int nr_pages)
2584 {
2585         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2586
2587         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2588                 return;
2589
2590         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2591         if (do_swap_account)
2592                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2593                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2594 }
2595
2596 /*
2597  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2598  * rcu_read_lock().  The caller is responsible for calling css_tryget if
2599  * the mem_cgroup is used for charging. (dropping refcnt from swap can be
2600  * called against removed memcg.)
2601  */
2602 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2603 {
2604         struct cgroup_subsys_state *css;
2605
2606         /* ID 0 is unused ID */
2607         if (!id)
2608                 return NULL;
2609         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2610         if (!css)
2611                 return NULL;
2612         return mem_cgroup_from_css(css);
2613 }
2614
2615 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2616 {
2617         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2618         struct page_cgroup *pc;
2619         unsigned short id;
2620         swp_entry_t ent;
2621
2622         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2623
2624         pc = lookup_page_cgroup(page);
2625         lock_page_cgroup(pc);
2626         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2627                 memcg = pc->mem_cgroup;
2628                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2629                         memcg = NULL;
2630         } else if (PageSwapCache(page)) {
2631                 ent.val = page_private(page);
2632                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2633                 rcu_read_lock();
2634                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2635                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2636                         memcg = NULL;
2637                 rcu_read_unlock();
2638         }
2639         unlock_page_cgroup(pc);
2640         return memcg;
2641 }
2642
2643 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2644                                        struct page *page,
2645                                        unsigned int nr_pages,
2646                                        enum charge_type ctype,
2647                                        bool lrucare)
2648 {
2649         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2650         struct zone *uninitialized_var(zone);
2651         struct lruvec *lruvec;
2652         bool was_on_lru = false;
2653         bool anon;
2654
2655         lock_page_cgroup(pc);
2656         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2657         /*
2658          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2659          * accessed by any other context at this point.
2660          */
2661
2662         /*
2663          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2664          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2665          */
2666         if (lrucare) {
2667                 zone = page_zone(page);
2668                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2669                 if (PageLRU(page)) {
2670                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2671                         ClearPageLRU(page);
2672                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2673                         was_on_lru = true;
2674                 }
2675         }
2676
2677         pc->mem_cgroup = memcg;
2678         /*
2679          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2680          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2681          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2682          * before USED bit, we need memory barrier here.
2683          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2684          */
2685         smp_wmb();
2686         SetPageCgroupUsed(pc);
2687
2688         if (lrucare) {
2689                 if (was_on_lru) {
2690                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2691                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2692                         SetPageLRU(page);
2693                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2694                 }
2695                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2696         }
2697
2698         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2699                 anon = true;
2700         else
2701                 anon = false;
2702
2703         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2704         unlock_page_cgroup(pc);
2705
2706         /*
2707          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2708          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2709          * if they exceeds softlimit.
2710          */
2711         memcg_check_events(memcg, page);
2712 }
2713
2714 #ifdef CONFIG_MEMCG_KMEM
2715 static inline bool memcg_can_account_kmem(struct mem_cgroup *memcg)
2716 {
2717         return !mem_cgroup_disabled() && !mem_cgroup_is_root(memcg) &&
2718                 (memcg->kmem_account_flags & KMEM_ACCOUNTED_MASK);
2719 }
2720
2721 static int memcg_charge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp, u64 size)
2722 {
2723         struct res_counter *fail_res;
2724         struct mem_cgroup *_memcg;
2725         int ret = 0;
2726         bool may_oom;
2727
2728         ret = res_counter_charge(&memcg->kmem, size, &fail_res);
2729         if (ret)
2730                 return ret;
2731
2732         /*
2733          * Conditions under which we can wait for the oom_killer. Those are
2734          * the same conditions tested by the core page allocator
2735          */
2736         may_oom = (gfp & __GFP_FS) && !(gfp & __GFP_NORETRY);
2737
2738         _memcg = memcg;
2739         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp, size >> PAGE_SHIFT,
2740                                       &_memcg, may_oom);
2741
2742         if (ret == -EINTR)  {
2743                 /*
2744                  * __mem_cgroup_try_charge() chosed to bypass to root due to
2745                  * OOM kill or fatal signal.  Since our only options are to
2746                  * either fail the allocation or charge it to this cgroup, do
2747                  * it as a temporary condition. But we can't fail. From a
2748                  * kmem/slab perspective, the cache has already been selected,
2749                  * by mem_cgroup_kmem_get_cache(), so it is too late to change
2750                  * our minds.
2751                  *
2752                  * This condition will only trigger if the task entered
2753                  * memcg_charge_kmem in a sane state, but was OOM-killed during
2754                  * __mem_cgroup_try_charge() above. Tasks that were already
2755                  * dying when the allocation triggers should have been already
2756                  * directed to the root cgroup in memcontrol.h
2757                  */
2758                 res_counter_charge_nofail(&memcg->res, size, &fail_res);
2759                 if (do_swap_account)
2760                         res_counter_charge_nofail(&memcg->memsw, size,
2761                                                   &fail_res);
2762                 ret = 0;
2763         } else if (ret)
2764                 res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size);
2765
2766         return ret;
2767 }
2768
2769 static void memcg_uncharge_kmem(struct mem_cgroup *memcg, u64 size)
2770 {
2771         res_counter_uncharge(&memcg->res, size);
2772         if (do_swap_account)
2773                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, size);
2774
2775         /* Not down to 0 */
2776         if (res_counter_uncharge(&memcg->kmem, size))
2777                 return;
2778
2779         if (memcg_kmem_test_and_clear_dead(memcg))
2780                 mem_cgroup_put(memcg);
2781 }
2782
2783 /*
2784  * We need to verify if the allocation against current->mm->owner's memcg is
2785  * possible for the given order. But the page is not allocated yet, so we'll
2786  * need a further commit step to do the final arrangements.
2787  *
2788  * It is possible for the task to switch cgroups in this mean time, so at
2789  * commit time, we can't rely on task conversion any longer.  We'll then use
2790  * the handle argument to return to the caller which cgroup we should commit
2791  * against. We could also return the memcg directly and avoid the pointer
2792  * passing, but a boolean return value gives better semantics considering
2793  * the compiled-out case as well.
2794  *
2795  * Returning true means the allocation is possible.
2796  */
2797 bool
2798 __memcg_kmem_newpage_charge(gfp_t gfp, struct mem_cgroup **_memcg, int order)
2799 {
2800         struct mem_cgroup *memcg;
2801         int ret;
2802
2803         *_memcg = NULL;
2804         memcg = try_get_mem_cgroup_from_mm(current->mm);
2805
2806         /*
2807          * very rare case described in mem_cgroup_from_task. Unfortunately there
2808          * isn't much we can do without complicating this too much, and it would
2809          * be gfp-dependent anyway. Just let it go
2810          */
2811         if (unlikely(!memcg))
2812                 return true;
2813
2814         if (!memcg_can_account_kmem(memcg)) {
2815                 css_put(&memcg->css);
2816                 return true;
2817         }
2818
2819         ret = memcg_charge_kmem(memcg, gfp, PAGE_SIZE << order);
2820         if (!ret)
2821                 *_memcg = memcg;
2822
2823         css_put(&memcg->css);
2824         return (ret == 0);
2825 }
2826
2827 void __memcg_kmem_commit_charge(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2828                               int order)
2829 {
2830         struct page_cgroup *pc;
2831
2832         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2833
2834         /* The page allocation failed. Revert */
2835         if (!page) {
2836                 memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
2837                 return;
2838         }
2839
2840         pc = lookup_page_cgroup(page);
2841         lock_page_cgroup(pc);
2842         pc->mem_cgroup = memcg;
2843         SetPageCgroupUsed(pc);
2844         unlock_page_cgroup(pc);
2845 }
2846
2847 void __memcg_kmem_uncharge_pages(struct page *page, int order)
2848 {
2849         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2850         struct page_cgroup *pc;
2851
2852
2853         pc = lookup_page_cgroup(page);
2854         /*
2855          * Fast unlocked return. Theoretically might have changed, have to
2856          * check again after locking.
2857          */
2858         if (!PageCgroupUsed(pc))
2859                 return;
2860
2861         lock_page_cgroup(pc);
2862         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2863                 memcg = pc->mem_cgroup;
2864                 ClearPageCgroupUsed(pc);
2865         }
2866         unlock_page_cgroup(pc);
2867
2868         /*
2869          * We trust that only if there is a memcg associated with the page, it
2870          * is a valid allocation
2871          */
2872         if (!memcg)
2873                 return;
2874
2875         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(memcg));
2876         memcg_uncharge_kmem(memcg, PAGE_SIZE << order);
2877 }
2878 #endif /* CONFIG_MEMCG_KMEM */
2879
2880 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2881
2882 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2883 /*
2884  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2885  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2886  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2887  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2888  */
2889 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2890 {
2891         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2892         struct page_cgroup *pc;
2893         int i;
2894
2895         if (mem_cgroup_disabled())
2896                 return;
2897         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2898                 pc = head_pc + i;
2899                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2900                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2901                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2902         }
2903 }
2904 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2905
2906 /**
2907  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2908  * @page: the page
2909  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2910  * @pc: page_cgroup of the page.
2911  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2912  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2913  *
2914  * The caller must confirm following.
2915  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2916  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2917  *
2918  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2919  * from old cgroup.
2920  */
2921 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2922                                    unsigned int nr_pages,
2923                                    struct page_cgroup *pc,
2924                                    struct mem_cgroup *from,
2925                                    struct mem_cgroup *to)
2926 {
2927         unsigned long flags;
2928         int ret;
2929         bool anon = PageAnon(page);
2930
2931         VM_BUG_ON(from == to);
2932         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2933         /*
2934          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2935          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2936          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2937          * hold it.
2938          */
2939         ret = -EBUSY;
2940         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2941                 goto out;
2942
2943         lock_page_cgroup(pc);
2944
2945         ret = -EINVAL;
2946         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2947                 goto unlock;
2948
2949         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2950
2951         if (!anon && page_mapped(page)) {
2952                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2953                 preempt_disable();
2954                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2955                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2956                 preempt_enable();
2957         }
2958         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2959
2960         /* caller should have done css_get */
2961         pc->mem_cgroup = to;
2962         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2963         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2964         ret = 0;
2965 unlock:
2966         unlock_page_cgroup(pc);
2967         /*
2968          * check events
2969          */
2970         memcg_check_events(to, page);
2971         memcg_check_events(from, page);
2972 out:
2973         return ret;
2974 }
2975
2976 /**
2977  * mem_cgroup_move_parent - moves page to the parent group
2978  * @page: the page to move
2979  * @pc: page_cgroup of the page
2980  * @child: page's cgroup
2981  *
2982  * move charges to its parent or the root cgroup if the group has no
2983  * parent (aka use_hierarchy==0).
2984  * Although this might fail (get_page_unless_zero, isolate_lru_page or
2985  * mem_cgroup_move_account fails) the failure is always temporary and
2986  * it signals a race with a page removal/uncharge or migration. In the
2987  * first case the page is on the way out and it will vanish from the LRU
2988  * on the next attempt and the call should be retried later.
2989  * Isolation from the LRU fails only if page has been isolated from
2990  * the LRU since we looked at it and that usually means either global
2991  * reclaim or migration going on. The page will either get back to the
2992  * LRU or vanish.
2993  * Finaly mem_cgroup_move_account fails only if the page got uncharged
2994  * (!PageCgroupUsed) or moved to a different group. The page will
2995  * disappear in the next attempt.
2996  */
2997 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2998                                   struct page_cgroup *pc,
2999                                   struct mem_cgroup *child)
3000 {
3001         struct mem_cgroup *parent;
3002         unsigned int nr_pages;
3003         unsigned long uninitialized_var(flags);
3004         int ret;
3005
3006         VM_BUG_ON(mem_cgroup_is_root(child));
3007
3008         ret = -EBUSY;
3009         if (!get_page_unless_zero(page))
3010                 goto out;
3011         if (isolate_lru_page(page))
3012                 goto put;
3013
3014         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
3015
3016         parent = parent_mem_cgroup(child);
3017         /*
3018          * If no parent, move charges to root cgroup.
3019          */
3020         if (!parent)
3021                 parent = root_mem_cgroup;
3022
3023         if (nr_pages > 1) {
3024                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3025                 flags = compound_lock_irqsave(page);
3026         }
3027
3028         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
3029                                 pc, child, parent);
3030         if (!ret)
3031                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
3032
3033         if (nr_pages > 1)
3034                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
3035         putback_lru_page(page);
3036 put:
3037         put_page(page);
3038 out:
3039         return ret;
3040 }
3041
3042 /*
3043  * Charge the memory controller for page usage.
3044  * Return
3045  * 0 if the charge was successful
3046  * < 0 if the cgroup is over its limit
3047  */
3048 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3049                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
3050 {
3051         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3052         unsigned int nr_pages = 1;
3053         bool oom = true;
3054         int ret;
3055
3056         if (PageTransHuge(page)) {
3057                 nr_pages <<= compound_order(page);
3058                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3059                 /*
3060                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
3061                  * fault handler will fall back to regular pages.
3062                  */
3063                 oom = false;
3064         }
3065
3066         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
3067         if (ret == -ENOMEM)
3068                 return ret;
3069         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
3070         return 0;
3071 }
3072
3073 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
3074                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
3075 {
3076         if (mem_cgroup_disabled())
3077                 return 0;
3078         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3079         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3080         VM_BUG_ON(!mm);
3081         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
3082                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3083 }
3084
3085 /*
3086  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
3087  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
3088  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
3089  * "commit()" or removed by "cancel()"
3090  */
3091 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
3092                                           struct page *page,
3093                                           gfp_t mask,
3094                                           struct mem_cgroup **memcgp)
3095 {
3096         struct mem_cgroup *memcg;
3097         struct page_cgroup *pc;
3098         int ret;
3099
3100         pc = lookup_page_cgroup(page);
3101         /*
3102          * Every swap fault against a single page tries to charge the
3103          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
3104          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
3105          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
3106          * in turn serializes uncharging.
3107          */
3108         if (PageCgroupUsed(pc))
3109                 return 0;
3110         if (!do_swap_account)
3111                 goto charge_cur_mm;
3112         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
3113         if (!memcg)
3114                 goto charge_cur_mm;
3115         *memcgp = memcg;
3116         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
3117         css_put(&memcg->css);
3118         if (ret == -EINTR)
3119                 ret = 0;
3120         return ret;
3121 charge_cur_mm:
3122         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
3123         if (ret == -EINTR)
3124                 ret = 0;
3125         return ret;
3126 }
3127
3128 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
3129                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
3130 {
3131         *memcgp = NULL;
3132         if (mem_cgroup_disabled())
3133                 return 0;
3134         /*
3135          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
3136          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
3137          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
3138          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
3139          */
3140         if (!PageSwapCache(page)) {
3141                 int ret;
3142
3143                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
3144                 if (ret == -EINTR)
3145                         ret = 0;
3146                 return ret;
3147         }
3148         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
3149 }
3150
3151 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
3152 {
3153         if (mem_cgroup_disabled())
3154                 return;
3155         if (!memcg)
3156                 return;
3157         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
3158 }
3159
3160 static void
3161 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
3162                                         enum charge_type ctype)
3163 {
3164         if (mem_cgroup_disabled())
3165                 return;
3166         if (!memcg)
3167                 return;
3168
3169         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
3170         /*
3171          * Now swap is on-memory. This means this page may be
3172          * counted both as mem and swap....double count.
3173          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
3174          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
3175          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
3176          */
3177         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
3178                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
3179                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
3180         }
3181 }
3182
3183 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
3184                                      struct mem_cgroup *memcg)
3185 {
3186         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
3187                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
3188 }
3189
3190 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
3191                                 gfp_t gfp_mask)
3192 {
3193         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3194         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3195         int ret;
3196
3197         if (mem_cgroup_disabled())
3198                 return 0;
3199         if (PageCompound(page))
3200                 return 0;
3201
3202         if (!PageSwapCache(page))
3203                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
3204         else { /* page is swapcache/shmem */
3205                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
3206                                                      gfp_mask, &memcg);
3207                 if (!ret)
3208                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
3209         }
3210         return ret;
3211 }
3212
3213 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
3214                                    unsigned int nr_pages,
3215                                    const enum charge_type ctype)
3216 {
3217         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
3218         bool uncharge_memsw = true;
3219
3220         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
3221         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
3222                 uncharge_memsw = false;
3223
3224         batch = &current->memcg_batch;
3225         /*
3226          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
3227          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
3228          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
3229          */
3230         if (!batch->memcg)
3231                 batch->memcg = memcg;
3232         /*
3233          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
3234          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
3235          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
3236          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
3237          * because we want to do uncharge as soon as possible.
3238          */
3239
3240         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
3241                 goto direct_uncharge;
3242
3243         if (nr_pages > 1)
3244                 goto direct_uncharge;
3245
3246         /*
3247          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
3248          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
3249          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
3250          */
3251         if (batch->memcg != memcg)
3252                 goto direct_uncharge;
3253         /* remember freed charge and uncharge it later */
3254         batch->nr_pages++;
3255         if (uncharge_memsw)
3256                 batch->memsw_nr_pages++;
3257         return;
3258 direct_uncharge:
3259         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3260         if (uncharge_memsw)
3261                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3262         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3263                 memcg_oom_recover(memcg);
3264 }
3265
3266 /*
3267  * uncharge if !page_mapped(page)
3268  */
3269 static struct mem_cgroup *
3270 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3271                              bool end_migration)
3272 {
3273         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3274         unsigned int nr_pages = 1;
3275         struct page_cgroup *pc;
3276         bool anon;
3277
3278         if (mem_cgroup_disabled())
3279                 return NULL;
3280
3281         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3282
3283         if (PageTransHuge(page)) {
3284                 nr_pages <<= compound_order(page);
3285                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3286         }
3287         /*
3288          * Check if our page_cgroup is valid
3289          */
3290         pc = lookup_page_cgroup(page);
3291         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3292                 return NULL;
3293
3294         lock_page_cgroup(pc);
3295
3296         memcg = pc->mem_cgroup;
3297
3298         if (!PageCgroupUsed(pc))
3299                 goto unlock_out;
3300
3301         anon = PageAnon(page);
3302
3303         switch (ctype) {
3304         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3305                 /*
3306                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3307                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3308                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3309                  */
3310                 anon = true;
3311                 /* fallthrough */
3312         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3313                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3314                 if (page_mapped(page))
3315                         goto unlock_out;
3316                 /*
3317                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3318                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3319                  * unused post-migration page and so it has to call
3320                  * here with the migration bit still set.  See the
3321                  * res_counter handling below.
3322                  */
3323                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3324                         goto unlock_out;
3325                 break;
3326         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3327                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3328                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3329                                 goto unlock_out;
3330                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3331                                 goto unlock_out;
3332                 break;
3333         default:
3334                 break;
3335         }
3336
3337         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3338
3339         ClearPageCgroupUsed(pc);
3340         /*
3341          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3342          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3343          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3344          * special functions.
3345          */
3346
3347         unlock_page_cgroup(pc);
3348         /*
3349          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3350          * will never be freed.
3351          */
3352         memcg_check_events(memcg, page);
3353         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3354                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3355                 mem_cgroup_get(memcg);
3356         }
3357         /*
3358          * Migration does not charge the res_counter for the
3359          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3360          * page that is unused after the migration.
3361          */
3362         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3363                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3364
3365         return memcg;
3366
3367 unlock_out:
3368         unlock_page_cgroup(pc);
3369         return NULL;
3370 }
3371
3372 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3373 {
3374         /* early check. */
3375         if (page_mapped(page))
3376                 return;
3377         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3378         if (PageSwapCache(page))
3379                 return;
3380         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3381 }
3382
3383 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3384 {
3385         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3386         VM_BUG_ON(page->mapping);
3387         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3388 }
3389
3390 /*
3391  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3392  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3393  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3394  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3395  * This may be called prural(2) times in a context,
3396  */
3397
3398 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3399 {
3400         current->memcg_batch.do_batch++;
3401         /* We can do nest. */
3402         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3403                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3404                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3405                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3406         }
3407 }
3408
3409 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3410 {
3411         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3412
3413         if (!batch->do_batch)
3414                 return;
3415
3416         batch->do_batch--;
3417         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3418                 return;
3419
3420         if (!batch->memcg)
3421                 return;
3422         /*
3423          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3424          * bacause we hide charges behind us.
3425          */
3426         if (batch->nr_pages)
3427                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3428                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3429         if (batch->memsw_nr_pages)
3430                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3431                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3432         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3433         /* forget this pointer (for sanity check) */
3434         batch->memcg = NULL;
3435 }
3436
3437 #ifdef CONFIG_SWAP
3438 /*
3439  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3440  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3441  */
3442 void
3443 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3444 {
3445         struct mem_cgroup *memcg;
3446         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3447
3448         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3449                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3450
3451         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3452
3453         /*
3454          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3455          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3456          */
3457         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3458                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3459 }
3460 #endif
3461
3462 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3463 /*
3464  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3465  * uncharge "memsw" account.
3466  */
3467 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3468 {
3469         struct mem_cgroup *memcg;
3470         unsigned short id;
3471
3472         if (!do_swap_account)
3473                 return;
3474
3475         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3476         rcu_read_lock();
3477         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3478         if (memcg) {
3479                 /*
3480                  * We uncharge this because swap is freed.
3481                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3482                  */
3483                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3484                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3485                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3486                 mem_cgroup_put(memcg);
3487         }
3488         rcu_read_unlock();
3489 }
3490
3491 /**
3492  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3493  * @entry: swap entry to be moved
3494  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3495  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3496  *
3497  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3498  * as the mem_cgroup's id of @from.
3499  *
3500  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3501  *
3502  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3503  * both res and memsw, and called css_get().
3504  */
3505 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3506                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3507 {
3508         unsigned short old_id, new_id;
3509
3510         old_id = css_id(&from->css)