Merge branch 'for-3.8' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tj/percpu
[~shefty/rdma-dev.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/ip.h>
55 #include <net/tcp_memcontrol.h>
56
57 #include <asm/uaccess.h>
58
59 #include <trace/events/vmscan.h>
60
61 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
62 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
63 static struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
64
65 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
66 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
67 int do_swap_account __read_mostly;
68
69 /* for remember boot option*/
70 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP_ENABLED
71 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
72 #else
73 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
74 #endif
75
76 #else
77 #define do_swap_account         0
78 #endif
79
80
81 /*
82  * Statistics for memory cgroup.
83  */
84 enum mem_cgroup_stat_index {
85         /*
86          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
87          */
88         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
89         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
91         MEM_CGROUP_STAT_SWAP, /* # of pages, swapped out */
92         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 static const char * const mem_cgroup_stat_names[] = {
96         "cache",
97         "rss",
98         "mapped_file",
99         "swap",
100 };
101
102 enum mem_cgroup_events_index {
103         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
104         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
105         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
106         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
107         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
108 };
109
110 static const char * const mem_cgroup_events_names[] = {
111         "pgpgin",
112         "pgpgout",
113         "pgfault",
114         "pgmajfault",
115 };
116
117 /*
118  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
119  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
120  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
121  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
122  */
123 enum mem_cgroup_events_target {
124         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
125         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
126         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
127         MEM_CGROUP_NTARGETS,
128 };
129 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET 128
130 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET 1024
131 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  1024
132
133 struct mem_cgroup_stat_cpu {
134         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
135         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
136         unsigned long nr_page_events;
137         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
138 };
139
140 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
141         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
142         int position;
143         /* scan generation, increased every round-trip */
144         unsigned int generation;
145 };
146
147 /*
148  * per-zone information in memory controller.
149  */
150 struct mem_cgroup_per_zone {
151         struct lruvec           lruvec;
152         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
153
154         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
155
156         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
157         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
158                                                 /* the soft limit is exceeded*/
159         bool                    on_tree;
160         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
161                                                 /* use container_of        */
162 };
163
164 struct mem_cgroup_per_node {
165         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
166 };
167
168 struct mem_cgroup_lru_info {
169         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
170 };
171
172 /*
173  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
174  * their hierarchy representation
175  */
176
177 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
178         struct rb_root rb_root;
179         spinlock_t lock;
180 };
181
182 struct mem_cgroup_tree_per_node {
183         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
184 };
185
186 struct mem_cgroup_tree {
187         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
188 };
189
190 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
191
192 struct mem_cgroup_threshold {
193         struct eventfd_ctx *eventfd;
194         u64 threshold;
195 };
196
197 /* For threshold */
198 struct mem_cgroup_threshold_ary {
199         /* An array index points to threshold just below or equal to usage. */
200         int current_threshold;
201         /* Size of entries[] */
202         unsigned int size;
203         /* Array of thresholds */
204         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
205 };
206
207 struct mem_cgroup_thresholds {
208         /* Primary thresholds array */
209         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
210         /*
211          * Spare threshold array.
212          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
213          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
214          */
215         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
216 };
217
218 /* for OOM */
219 struct mem_cgroup_eventfd_list {
220         struct list_head list;
221         struct eventfd_ctx *eventfd;
222 };
223
224 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
225 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
226
227 /*
228  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
229  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
230  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
231  * to help the administrator determine what knobs to tune.
232  *
233  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
234  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
235  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
236  * a feature that will be implemented much later in the future.
237  */
238 struct mem_cgroup {
239         struct cgroup_subsys_state css;
240         /*
241          * the counter to account for memory usage
242          */
243         struct res_counter res;
244
245         union {
246                 /*
247                  * the counter to account for mem+swap usage.
248                  */
249                 struct res_counter memsw;
250
251                 /*
252                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
253                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
254                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
255                  * in a union with the res field, but res plays a much
256                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
257                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
258                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
259                  */
260                 struct rcu_head rcu_freeing;
261                 /*
262                  * We also need some space for a worker in deferred freeing.
263                  * By the time we call it, rcu_freeing is no longer in use.
264                  */
265                 struct work_struct work_freeing;
266         };
267
268         /*
269          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
270          * per zone LRU lists.
271          */
272         struct mem_cgroup_lru_info info;
273         int last_scanned_node;
274 #if MAX_NUMNODES > 1
275         nodemask_t      scan_nodes;
276         atomic_t        numainfo_events;
277         atomic_t        numainfo_updating;
278 #endif
279         /*
280          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
281          */
282         bool use_hierarchy;
283
284         bool            oom_lock;
285         atomic_t        under_oom;
286
287         atomic_t        refcnt;
288
289         int     swappiness;
290         /* OOM-Killer disable */
291         int             oom_kill_disable;
292
293         /* set when res.limit == memsw.limit */
294         bool            memsw_is_minimum;
295
296         /* protect arrays of thresholds */
297         struct mutex thresholds_lock;
298
299         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
300         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
301
302         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
303         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
304
305         /* For oom notifier event fd */
306         struct list_head oom_notify;
307
308         /*
309          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
310          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
311          */
312         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
313         /*
314          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
315          */
316         atomic_t        moving_account;
317         /* taken only while moving_account > 0 */
318         spinlock_t      move_lock;
319         /*
320          * percpu counter.
321          */
322         struct mem_cgroup_stat_cpu __percpu *stat;
323         /*
324          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
325          * See mem_cgroup_read_stat().
326          */
327         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
328         spinlock_t pcp_counter_lock;
329
330 #if defined(CONFIG_MEMCG_KMEM) && defined(CONFIG_INET)
331         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
332 #endif
333 };
334
335 /* Stuffs for move charges at task migration. */
336 /*
337  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
338  * left-shifted bitmap of these types.
339  */
340 enum move_type {
341         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
342         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
343         NR_MOVE_TYPE,
344 };
345
346 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
347 static struct move_charge_struct {
348         spinlock_t        lock; /* for from, to */
349         struct mem_cgroup *from;
350         struct mem_cgroup *to;
351         unsigned long precharge;
352         unsigned long moved_charge;
353         unsigned long moved_swap;
354         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
355         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
356 } mc = {
357         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
358         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
359 };
360
361 static bool move_anon(void)
362 {
363         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
364                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
365 }
366
367 static bool move_file(void)
368 {
369         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
370                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
371 }
372
373 /*
374  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
375  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
376  */
377 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            100
378 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS 2
379
380 enum charge_type {
381         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
382         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON,
383         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
384         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
385         NR_CHARGE_TYPE,
386 };
387
388 /* for encoding cft->private value on file */
389 #define _MEM                    (0)
390 #define _MEMSWAP                (1)
391 #define _OOM_TYPE               (2)
392 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) ((x) << 16 | (val))
393 #define MEMFILE_TYPE(val)       ((val) >> 16 & 0xffff)
394 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
395 /* Used for OOM nofiier */
396 #define OOM_CONTROL             (0)
397
398 /*
399  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
400  */
401 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
402 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
403 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
404 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
405
406 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
407 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
408
409 static inline
410 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_css(struct cgroup_subsys_state *s)
411 {
412         return container_of(s, struct mem_cgroup, css);
413 }
414
415 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
416 {
417         return (memcg == root_mem_cgroup);
418 }
419
420 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
421 #if defined(CONFIG_INET) && defined(CONFIG_MEMCG_KMEM)
422
423 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
424 {
425         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
426                 struct mem_cgroup *memcg;
427                 struct cg_proto *cg_proto;
428
429                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
430
431                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
432                  * filled. It won't however, necessarily happen from
433                  * process context. So the test for root memcg given
434                  * the current task's memcg won't help us in this case.
435                  *
436                  * Respecting the original socket's memcg is a better
437                  * decision in this case.
438                  */
439                 if (sk->sk_cgrp) {
440                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
441                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
442                         return;
443                 }
444
445                 rcu_read_lock();
446                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
447                 cg_proto = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
448                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg) && memcg_proto_active(cg_proto)) {
449                         mem_cgroup_get(memcg);
450                         sk->sk_cgrp = cg_proto;
451                 }
452                 rcu_read_unlock();
453         }
454 }
455 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
456
457 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
458 {
459         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
460                 struct mem_cgroup *memcg;
461                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
462                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
463                 mem_cgroup_put(memcg);
464         }
465 }
466
467 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
468 {
469         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
470                 return NULL;
471
472         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
473 }
474 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
475
476 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
477 {
478         if (!memcg_proto_activated(&memcg->tcp_mem.cg_proto))
479                 return;
480         static_key_slow_dec(&memcg_socket_limit_enabled);
481 }
482 #else
483 static void disarm_sock_keys(struct mem_cgroup *memcg)
484 {
485 }
486 #endif
487
488 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
489
490 static struct mem_cgroup_per_zone *
491 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
492 {
493         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
494 }
495
496 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
497 {
498         return &memcg->css;
499 }
500
501 static struct mem_cgroup_per_zone *
502 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
503 {
504         int nid = page_to_nid(page);
505         int zid = page_zonenum(page);
506
507         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
508 }
509
510 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
511 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
512 {
513         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
514 }
515
516 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
517 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
518 {
519         int nid = page_to_nid(page);
520         int zid = page_zonenum(page);
521
522         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
523 }
524
525 static void
526 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
527                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
528                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
529                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
530 {
531         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
532         struct rb_node *parent = NULL;
533         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
534
535         if (mz->on_tree)
536                 return;
537
538         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
539         if (!mz->usage_in_excess)
540                 return;
541         while (*p) {
542                 parent = *p;
543                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
544                                         tree_node);
545                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
546                         p = &(*p)->rb_left;
547                 /*
548                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
549                  * limit by the same amount
550                  */
551                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
552                         p = &(*p)->rb_right;
553         }
554         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
555         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
556         mz->on_tree = true;
557 }
558
559 static void
560 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
561                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
562                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
563 {
564         if (!mz->on_tree)
565                 return;
566         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
567         mz->on_tree = false;
568 }
569
570 static void
571 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
572                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
573                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
574 {
575         spin_lock(&mctz->lock);
576         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
577         spin_unlock(&mctz->lock);
578 }
579
580
581 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
582 {
583         unsigned long long excess;
584         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
585         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
586         int nid = page_to_nid(page);
587         int zid = page_zonenum(page);
588         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
589
590         /*
591          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
592          * because their event counter is not touched.
593          */
594         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
595                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
596                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
597                 /*
598                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
599                  * mem is over its softlimit.
600                  */
601                 if (excess || mz->on_tree) {
602                         spin_lock(&mctz->lock);
603                         /* if on-tree, remove it */
604                         if (mz->on_tree)
605                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
606                         /*
607                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
608                          * If excess is 0, no tree ops.
609                          */
610                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
611                         spin_unlock(&mctz->lock);
612                 }
613         }
614 }
615
616 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
617 {
618         int node, zone;
619         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
620         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
621
622         for_each_node(node) {
623                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
624                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
625                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
626                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
627                 }
628         }
629 }
630
631 static struct mem_cgroup_per_zone *
632 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
633 {
634         struct rb_node *rightmost = NULL;
635         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
636
637 retry:
638         mz = NULL;
639         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
640         if (!rightmost)
641                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
642
643         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
644         /*
645          * Remove the node now but someone else can add it back,
646          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
647          * position in the tree.
648          */
649         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
650         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
651                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
652                 goto retry;
653 done:
654         return mz;
655 }
656
657 static struct mem_cgroup_per_zone *
658 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
659 {
660         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
661
662         spin_lock(&mctz->lock);
663         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
664         spin_unlock(&mctz->lock);
665         return mz;
666 }
667
668 /*
669  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
670  *
671  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
672  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
673  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
674  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
675  *
676  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
677  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
678  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
679  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
680  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
681  *
682  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
683  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
684  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
685  * implemented.
686  */
687 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
688                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
689 {
690         long val = 0;
691         int cpu;
692
693         get_online_cpus();
694         for_each_online_cpu(cpu)
695                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
696 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
697         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
698         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
699         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
700 #endif
701         put_online_cpus();
702         return val;
703 }
704
705 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
706                                          bool charge)
707 {
708         int val = (charge) ? 1 : -1;
709         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAP], val);
710 }
711
712 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
713                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
714 {
715         unsigned long val = 0;
716         int cpu;
717
718         for_each_online_cpu(cpu)
719                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
720 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
721         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
722         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
723         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
724 #endif
725         return val;
726 }
727
728 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
729                                          bool anon, int nr_pages)
730 {
731         preempt_disable();
732
733         /*
734          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
735          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
736          */
737         if (anon)
738                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
739                                 nr_pages);
740         else
741                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
742                                 nr_pages);
743
744         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
745         if (nr_pages > 0)
746                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
747         else {
748                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
749                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
750         }
751
752         __this_cpu_add(memcg->stat->nr_page_events, nr_pages);
753
754         preempt_enable();
755 }
756
757 unsigned long
758 mem_cgroup_get_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru)
759 {
760         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
761
762         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
763         return mz->lru_size[lru];
764 }
765
766 static unsigned long
767 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
768                         unsigned int lru_mask)
769 {
770         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
771         enum lru_list lru;
772         unsigned long ret = 0;
773
774         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
775
776         for_each_lru(lru) {
777                 if (BIT(lru) & lru_mask)
778                         ret += mz->lru_size[lru];
779         }
780         return ret;
781 }
782
783 static unsigned long
784 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
785                         int nid, unsigned int lru_mask)
786 {
787         u64 total = 0;
788         int zid;
789
790         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
791                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
792                                                 nid, zid, lru_mask);
793
794         return total;
795 }
796
797 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
798                         unsigned int lru_mask)
799 {
800         int nid;
801         u64 total = 0;
802
803         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
804                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
805         return total;
806 }
807
808 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
809                                        enum mem_cgroup_events_target target)
810 {
811         unsigned long val, next;
812
813         val = __this_cpu_read(memcg->stat->nr_page_events);
814         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
815         /* from time_after() in jiffies.h */
816         if ((long)next - (long)val < 0) {
817                 switch (target) {
818                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
819                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
820                         break;
821                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
822                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
823                         break;
824                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
825                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
826                         break;
827                 default:
828                         break;
829                 }
830                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
831                 return true;
832         }
833         return false;
834 }
835
836 /*
837  * Check events in order.
838  *
839  */
840 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
841 {
842         preempt_disable();
843         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
844         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
845                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
846                 bool do_softlimit;
847                 bool do_numainfo __maybe_unused;
848
849                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
850                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
851 #if MAX_NUMNODES > 1
852                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
853                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
854 #endif
855                 preempt_enable();
856
857                 mem_cgroup_threshold(memcg);
858                 if (unlikely(do_softlimit))
859                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
860 #if MAX_NUMNODES > 1
861                 if (unlikely(do_numainfo))
862                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
863 #endif
864         } else
865                 preempt_enable();
866 }
867
868 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
869 {
870         return mem_cgroup_from_css(
871                 cgroup_subsys_state(cont, mem_cgroup_subsys_id));
872 }
873
874 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
875 {
876         /*
877          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
878          * if it races with swapoff, page migration, etc.
879          * So this can be called with p == NULL.
880          */
881         if (unlikely(!p))
882                 return NULL;
883
884         return mem_cgroup_from_css(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id));
885 }
886
887 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
888 {
889         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
890
891         if (!mm)
892                 return NULL;
893         /*
894          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
895          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
896          * pessimistic (rather than adding locks here).
897          */
898         rcu_read_lock();
899         do {
900                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
901                 if (unlikely(!memcg))
902                         break;
903         } while (!css_tryget(&memcg->css));
904         rcu_read_unlock();
905         return memcg;
906 }
907
908 /**
909  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
910  * @root: hierarchy root
911  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
912  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
913  *
914  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
915  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
916  *
917  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
918  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
919  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
920  *
921  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
922  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
923  * reclaimers operating on the same zone and priority.
924  */
925 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
926                                    struct mem_cgroup *prev,
927                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
928 {
929         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
930         int id = 0;
931
932         if (mem_cgroup_disabled())
933                 return NULL;
934
935         if (!root)
936                 root = root_mem_cgroup;
937
938         if (prev && !reclaim)
939                 id = css_id(&prev->css);
940
941         if (prev && prev != root)
942                 css_put(&prev->css);
943
944         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
945                 if (prev)
946                         return NULL;
947                 return root;
948         }
949
950         while (!memcg) {
951                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
952                 struct cgroup_subsys_state *css;
953
954                 if (reclaim) {
955                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
956                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
957                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
958
959                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
960                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
961                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
962                                 return NULL;
963                         id = iter->position;
964                 }
965
966                 rcu_read_lock();
967                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
968                 if (css) {
969                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
970                                 memcg = mem_cgroup_from_css(css);
971                 } else
972                         id = 0;
973                 rcu_read_unlock();
974
975                 if (reclaim) {
976                         iter->position = id;
977                         if (!css)
978                                 iter->generation++;
979                         else if (!prev && memcg)
980                                 reclaim->generation = iter->generation;
981                 }
982
983                 if (prev && !css)
984                         return NULL;
985         }
986         return memcg;
987 }
988
989 /**
990  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
991  * @root: hierarchy root
992  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
993  */
994 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
995                            struct mem_cgroup *prev)
996 {
997         if (!root)
998                 root = root_mem_cgroup;
999         if (prev && prev != root)
1000                 css_put(&prev->css);
1001 }
1002
1003 /*
1004  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
1005  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
1006  * be used for reference counting.
1007  */
1008 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
1009         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
1010              iter != NULL;                              \
1011              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
1012
1013 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
1014         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
1015              iter != NULL;                              \
1016              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
1017
1018 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
1019 {
1020         struct mem_cgroup *memcg;
1021
1022         if (!mm)
1023                 return;
1024
1025         rcu_read_lock();
1026         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
1027         if (unlikely(!memcg))
1028                 goto out;
1029
1030         switch (idx) {
1031         case PGFAULT:
1032                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1033                 break;
1034         case PGMAJFAULT:
1035                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1036                 break;
1037         default:
1038                 BUG();
1039         }
1040 out:
1041         rcu_read_unlock();
1042 }
1043 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1044
1045 /**
1046  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1047  * @zone: zone of the wanted lruvec
1048  * @memcg: memcg of the wanted lruvec
1049  *
1050  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1051  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1052  * is disabled.
1053  */
1054 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1055                                       struct mem_cgroup *memcg)
1056 {
1057         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1058         struct lruvec *lruvec;
1059
1060         if (mem_cgroup_disabled()) {
1061                 lruvec = &zone->lruvec;
1062                 goto out;
1063         }
1064
1065         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1066         lruvec = &mz->lruvec;
1067 out:
1068         /*
1069          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1070          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1071          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1072          */
1073         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1074                 lruvec->zone = zone;
1075         return lruvec;
1076 }
1077
1078 /*
1079  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1080  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1081  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1082  *
1083  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1084  * 1. charge
1085  * 2. moving account
1086  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1087  * It is added to LRU before charge.
1088  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1089  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1090  */
1091
1092 /**
1093  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1094  * @page: the page
1095  * @zone: zone of the page
1096  */
1097 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1098 {
1099         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1100         struct mem_cgroup *memcg;
1101         struct page_cgroup *pc;
1102         struct lruvec *lruvec;
1103
1104         if (mem_cgroup_disabled()) {
1105                 lruvec = &zone->lruvec;
1106                 goto out;
1107         }
1108
1109         pc = lookup_page_cgroup(page);
1110         memcg = pc->mem_cgroup;
1111
1112         /*
1113          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1114          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1115          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1116          *
1117          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1118          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1119          * of pc->mem_cgroup safe.
1120          */
1121         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1122                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1123
1124         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1125         lruvec = &mz->lruvec;
1126 out:
1127         /*
1128          * Since a node can be onlined after the mem_cgroup was created,
1129          * we have to be prepared to initialize lruvec->zone here;
1130          * and if offlined then reonlined, we need to reinitialize it.
1131          */
1132         if (unlikely(lruvec->zone != zone))
1133                 lruvec->zone = zone;
1134         return lruvec;
1135 }
1136
1137 /**
1138  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1139  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1140  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1141  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1142  *
1143  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1144  * lru list.
1145  */
1146 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1147                                 int nr_pages)
1148 {
1149         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1150         unsigned long *lru_size;
1151
1152         if (mem_cgroup_disabled())
1153                 return;
1154
1155         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1156         lru_size = mz->lru_size + lru;
1157         *lru_size += nr_pages;
1158         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1163  * hierarchy subtree
1164  */
1165 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1166                                   struct mem_cgroup *memcg)
1167 {
1168         if (root_memcg == memcg)
1169                 return true;
1170         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1171                 return false;
1172         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1173 }
1174
1175 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1176                                        struct mem_cgroup *memcg)
1177 {
1178         bool ret;
1179
1180         rcu_read_lock();
1181         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1182         rcu_read_unlock();
1183         return ret;
1184 }
1185
1186 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1187 {
1188         int ret;
1189         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1190         struct task_struct *p;
1191
1192         p = find_lock_task_mm(task);
1193         if (p) {
1194                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1195                 task_unlock(p);
1196         } else {
1197                 /*
1198                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1199                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1200                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1201                  */
1202                 task_lock(task);
1203                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1204                 if (curr)
1205                         css_get(&curr->css);
1206                 task_unlock(task);
1207         }
1208         if (!curr)
1209                 return 0;
1210         /*
1211          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1212          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1213          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1214          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1215          */
1216         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1217         css_put(&curr->css);
1218         return ret;
1219 }
1220
1221 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1222 {
1223         unsigned long inactive_ratio;
1224         unsigned long inactive;
1225         unsigned long active;
1226         unsigned long gb;
1227
1228         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1229         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1230
1231         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1232         if (gb)
1233                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1234         else
1235                 inactive_ratio = 1;
1236
1237         return inactive * inactive_ratio < active;
1238 }
1239
1240 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1241 {
1242         unsigned long active;
1243         unsigned long inactive;
1244
1245         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1246         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1247
1248         return (active > inactive);
1249 }
1250
1251 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1252         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1253
1254 /**
1255  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1256  * @memcg: the memory cgroup
1257  *
1258  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1259  * pages.
1260  */
1261 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1262 {
1263         unsigned long long margin;
1264
1265         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1266         if (do_swap_account)
1267                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1268         return margin >> PAGE_SHIFT;
1269 }
1270
1271 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1272 {
1273         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1274
1275         /* root ? */
1276         if (cgrp->parent == NULL)
1277                 return vm_swappiness;
1278
1279         return memcg->swappiness;
1280 }
1281
1282 /*
1283  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1284  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1285  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1286  * rcu_read_lock(), like this:
1287  *
1288  *         CPU-A                                    CPU-B
1289  *                                              rcu_read_lock()
1290  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1291  *                                                   take heavy locks.
1292  *         synchronize_rcu()                    update something.
1293  *                                              rcu_read_unlock()
1294  *         start move here.
1295  */
1296
1297 /* for quick checking without looking up memcg */
1298 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1299
1300 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1301 {
1302         atomic_inc(&memcg_moving);
1303         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1304         synchronize_rcu();
1305 }
1306
1307 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         /*
1310          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1311          * We check NULL in callee rather than caller.
1312          */
1313         if (memcg) {
1314                 atomic_dec(&memcg_moving);
1315                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1316         }
1317 }
1318
1319 /*
1320  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1321  *
1322  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1323  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1324  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1325  *
1326  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1327  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1328  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1329  */
1330
1331 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1332 {
1333         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1334         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1335 }
1336
1337 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1338 {
1339         struct mem_cgroup *from;
1340         struct mem_cgroup *to;
1341         bool ret = false;
1342         /*
1343          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1344          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1345          */
1346         spin_lock(&mc.lock);
1347         from = mc.from;
1348         to = mc.to;
1349         if (!from)
1350                 goto unlock;
1351
1352         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1353                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1354 unlock:
1355         spin_unlock(&mc.lock);
1356         return ret;
1357 }
1358
1359 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1360 {
1361         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1362                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1363                         DEFINE_WAIT(wait);
1364                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1365                         /* moving charge context might have finished. */
1366                         if (mc.moving_task)
1367                                 schedule();
1368                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1369                         return true;
1370                 }
1371         }
1372         return false;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Take this lock when
1377  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1378  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1379  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1380  */
1381 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1382                                   unsigned long *flags)
1383 {
1384         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1385 }
1386
1387 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1388                                 unsigned long *flags)
1389 {
1390         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1391 }
1392
1393 /**
1394  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1395  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1396  * @p: Task that is going to be killed
1397  *
1398  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1399  * enabled
1400  */
1401 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1402 {
1403         struct cgroup *task_cgrp;
1404         struct cgroup *mem_cgrp;
1405         /*
1406          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1407          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1408          * If this assumption is broken, revisit this code.
1409          */
1410         static char memcg_name[PATH_MAX];
1411         int ret;
1412
1413         if (!memcg || !p)
1414                 return;
1415
1416         rcu_read_lock();
1417
1418         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1419         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1420
1421         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1422         if (ret < 0) {
1423                 /*
1424                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1425                  * But we'll still print out the usage information
1426                  */
1427                 rcu_read_unlock();
1428                 goto done;
1429         }
1430         rcu_read_unlock();
1431
1432         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1433
1434         rcu_read_lock();
1435         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1436         if (ret < 0) {
1437                 rcu_read_unlock();
1438                 goto done;
1439         }
1440         rcu_read_unlock();
1441
1442         /*
1443          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1444          */
1445         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1446 done:
1447
1448         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1449                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1450                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1451                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1452         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1453                 "failcnt %llu\n",
1454                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1455                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1456                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1457 }
1458
1459 /*
1460  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1461  * 1(self count) if no children.
1462  */
1463 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1464 {
1465         int num = 0;
1466         struct mem_cgroup *iter;
1467
1468         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1469                 num++;
1470         return num;
1471 }
1472
1473 /*
1474  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1475  */
1476 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1477 {
1478         u64 limit;
1479
1480         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1481
1482         /*
1483          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1484          */
1485         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1486                 u64 memsw;
1487
1488                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1489                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1490
1491                 /*
1492                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1493                  * available to this memcg, return that limit.
1494                  */
1495                 limit = min(limit, memsw);
1496         }
1497
1498         return limit;
1499 }
1500
1501 static void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1502                                      int order)
1503 {
1504         struct mem_cgroup *iter;
1505         unsigned long chosen_points = 0;
1506         unsigned long totalpages;
1507         unsigned int points = 0;
1508         struct task_struct *chosen = NULL;
1509
1510         /*
1511          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1512          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1513          * its memory.
1514          */
1515         if (fatal_signal_pending(current)) {
1516                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1517                 return;
1518         }
1519
1520         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1521         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1522         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1523                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1524                 struct cgroup_iter it;
1525                 struct task_struct *task;
1526
1527                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1528                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1529                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1530                                                         false)) {
1531                         case OOM_SCAN_SELECT:
1532                                 if (chosen)
1533                                         put_task_struct(chosen);
1534                                 chosen = task;
1535                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1536                                 get_task_struct(chosen);
1537                                 /* fall through */
1538                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1539                                 continue;
1540                         case OOM_SCAN_ABORT:
1541                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1542                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1543                                 if (chosen)
1544                                         put_task_struct(chosen);
1545                                 return;
1546                         case OOM_SCAN_OK:
1547                                 break;
1548                         };
1549                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1550                         if (points > chosen_points) {
1551                                 if (chosen)
1552                                         put_task_struct(chosen);
1553                                 chosen = task;
1554                                 chosen_points = points;
1555                                 get_task_struct(chosen);
1556                         }
1557                 }
1558                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1559         }
1560
1561         if (!chosen)
1562                 return;
1563         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1564         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1565                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1566 }
1567
1568 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1569                                         gfp_t gfp_mask,
1570                                         unsigned long flags)
1571 {
1572         unsigned long total = 0;
1573         bool noswap = false;
1574         int loop;
1575
1576         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1577                 noswap = true;
1578         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1579                 noswap = true;
1580
1581         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1582                 if (loop)
1583                         drain_all_stock_async(memcg);
1584                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1585                 /*
1586                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1587                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1588                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1589                  */
1590                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1591                         break;
1592                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1593                         break;
1594                 /*
1595                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1596                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1597                  */
1598                 if (loop && !total)
1599                         break;
1600         }
1601         return total;
1602 }
1603
1604 /**
1605  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1606  * @memcg: the target memcg
1607  * @nid: the node ID to be checked.
1608  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1609  *
1610  * This function returns whether the specified memcg contains any
1611  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1612  * pages in the node.
1613  */
1614 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1615                 int nid, bool noswap)
1616 {
1617         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1618                 return true;
1619         if (noswap || !total_swap_pages)
1620                 return false;
1621         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1622                 return true;
1623         return false;
1624
1625 }
1626 #if MAX_NUMNODES > 1
1627
1628 /*
1629  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1630  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1631  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1632  *
1633  */
1634 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1635 {
1636         int nid;
1637         /*
1638          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1639          * pagein/pageout changes since the last update.
1640          */
1641         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1642                 return;
1643         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1644                 return;
1645
1646         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1647         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1648
1649         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1650
1651                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1652                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1653         }
1654
1655         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1656         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1657 }
1658
1659 /*
1660  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1661  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1662  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1663  *
1664  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1665  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1666  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1667  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1668  *
1669  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1670  */
1671 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1672 {
1673         int node;
1674
1675         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1676         node = memcg->last_scanned_node;
1677
1678         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1679         if (node == MAX_NUMNODES)
1680                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1681         /*
1682          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1683          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1684          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1685          * we use curret node.
1686          */
1687         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1688                 node = numa_node_id();
1689
1690         memcg->last_scanned_node = node;
1691         return node;
1692 }
1693
1694 /*
1695  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1696  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1697  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1698  * enough new information. We need to do double check.
1699  */
1700 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1701 {
1702         int nid;
1703
1704         /*
1705          * quick check...making use of scan_node.
1706          * We can skip unused nodes.
1707          */
1708         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1709                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1710                      nid < MAX_NUMNODES;
1711                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1712
1713                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1714                                 return true;
1715                 }
1716         }
1717         /*
1718          * Check rest of nodes.
1719          */
1720         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1721                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1722                         continue;
1723                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1724                         return true;
1725         }
1726         return false;
1727 }
1728
1729 #else
1730 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1731 {
1732         return 0;
1733 }
1734
1735 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1736 {
1737         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1738 }
1739 #endif
1740
1741 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1742                                    struct zone *zone,
1743                                    gfp_t gfp_mask,
1744                                    unsigned long *total_scanned)
1745 {
1746         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1747         int total = 0;
1748         int loop = 0;
1749         unsigned long excess;
1750         unsigned long nr_scanned;
1751         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1752                 .zone = zone,
1753                 .priority = 0,
1754         };
1755
1756         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1757
1758         while (1) {
1759                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1760                 if (!victim) {
1761                         loop++;
1762                         if (loop >= 2) {
1763                                 /*
1764                                  * If we have not been able to reclaim
1765                                  * anything, it might because there are
1766                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1767                                  */
1768                                 if (!total)
1769                                         break;
1770                                 /*
1771                                  * We want to do more targeted reclaim.
1772                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1773                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1774                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1775                                  */
1776                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1777                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1778                                         break;
1779                         }
1780                         continue;
1781                 }
1782                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1783                         continue;
1784                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1785                                                      zone, &nr_scanned);
1786                 *total_scanned += nr_scanned;
1787                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1788                         break;
1789         }
1790         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1791         return total;
1792 }
1793
1794 /*
1795  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1796  * If someone is running, return false.
1797  * Has to be called with memcg_oom_lock
1798  */
1799 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1800 {
1801         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1802
1803         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1804                 if (iter->oom_lock) {
1805                         /*
1806                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1807                          * so we cannot give a lock.
1808                          */
1809                         failed = iter;
1810                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1811                         break;
1812                 } else
1813                         iter->oom_lock = true;
1814         }
1815
1816         if (!failed)
1817                 return true;
1818
1819         /*
1820          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1821          * what we set up to the failing subtree
1822          */
1823         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1824                 if (iter == failed) {
1825                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1826                         break;
1827                 }
1828                 iter->oom_lock = false;
1829         }
1830         return false;
1831 }
1832
1833 /*
1834  * Has to be called with memcg_oom_lock
1835  */
1836 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1837 {
1838         struct mem_cgroup *iter;
1839
1840         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1841                 iter->oom_lock = false;
1842         return 0;
1843 }
1844
1845 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1846 {
1847         struct mem_cgroup *iter;
1848
1849         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1850                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1851 }
1852
1853 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1854 {
1855         struct mem_cgroup *iter;
1856
1857         /*
1858          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1859          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1860          * atomic_add_unless() here.
1861          */
1862         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1863                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1864 }
1865
1866 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1867 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1868
1869 struct oom_wait_info {
1870         struct mem_cgroup *memcg;
1871         wait_queue_t    wait;
1872 };
1873
1874 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1875         unsigned mode, int sync, void *arg)
1876 {
1877         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1878         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1879         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1880
1881         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1882         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1883
1884         /*
1885          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1886          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1887          */
1888         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1889                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1890                 return 0;
1891         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1892 }
1893
1894 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1895 {
1896         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1897         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1898 }
1899
1900 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1901 {
1902         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1903                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1904 }
1905
1906 /*
1907  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1908  */
1909 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1910                                   int order)
1911 {
1912         struct oom_wait_info owait;
1913         bool locked, need_to_kill;
1914
1915         owait.memcg = memcg;
1916         owait.wait.flags = 0;
1917         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1918         owait.wait.private = current;
1919         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1920         need_to_kill = true;
1921         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1922
1923         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1924         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1925         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1926         /*
1927          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1928          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1929          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1930          */
1931         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1932         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1933                 need_to_kill = false;
1934         if (locked)
1935                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1936         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1937
1938         if (need_to_kill) {
1939                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1940                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1941         } else {
1942                 schedule();
1943                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1944         }
1945         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1946         if (locked)
1947                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1948         memcg_wakeup_oom(memcg);
1949         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1950
1951         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1952
1953         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1954                 return false;
1955         /* Give chance to dying process */
1956         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1957         return true;
1958 }
1959
1960 /*
1961  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1962  * generalized to update other statistics as well.
1963  *
1964  * Notes: Race condition
1965  *
1966  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1967  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1968  * to do so _always_.
1969  *
1970  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1971  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1972  * are no race with "charge".
1973  *
1974  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1975  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1976  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1977  * by flags.
1978  *
1979  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1980  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1981  * If there is, we take a lock.
1982  */
1983
1984 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1985                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1986 {
1987         struct mem_cgroup *memcg;
1988         struct page_cgroup *pc;
1989
1990         pc = lookup_page_cgroup(page);
1991 again:
1992         memcg = pc->mem_cgroup;
1993         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1994                 return;
1995         /*
1996          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1997          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1998          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1999          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
2000          */
2001         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
2002                 return;
2003
2004         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
2005         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
2006                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
2007                 goto again;
2008         }
2009         *locked = true;
2010 }
2011
2012 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
2013 {
2014         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2015
2016         /*
2017          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
2018          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
2019          * should take move_lock_mem_cgroup().
2020          */
2021         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
2022 }
2023
2024 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2025                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2026 {
2027         struct mem_cgroup *memcg;
2028         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2029         unsigned long uninitialized_var(flags);
2030
2031         if (mem_cgroup_disabled())
2032                 return;
2033
2034         memcg = pc->mem_cgroup;
2035         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2036                 return;
2037
2038         switch (idx) {
2039         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2040                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2041                 break;
2042         default:
2043                 BUG();
2044         }
2045
2046         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2051  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2052  */
2053 #define CHARGE_BATCH    32U
2054 struct memcg_stock_pcp {
2055         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2056         unsigned int nr_pages;
2057         struct work_struct work;
2058         unsigned long flags;
2059 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2060 };
2061 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2062 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2063
2064 /*
2065  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2066  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2067  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2068  * refilled.
2069  */
2070 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2071 {
2072         struct memcg_stock_pcp *stock;
2073         bool ret = true;
2074
2075         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2076         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2077                 stock->nr_pages--;
2078         else /* need to call res_counter_charge */
2079                 ret = false;
2080         put_cpu_var(memcg_stock);
2081         return ret;
2082 }
2083
2084 /*
2085  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2086  */
2087 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2088 {
2089         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2090
2091         if (stock->nr_pages) {
2092                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2093
2094                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2095                 if (do_swap_account)
2096                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2097                 stock->nr_pages = 0;
2098         }
2099         stock->cached = NULL;
2100 }
2101
2102 /*
2103  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2104  * a thread which is pinned to local cpu.
2105  */
2106 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2107 {
2108         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2109         drain_stock(stock);
2110         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2111 }
2112
2113 /*
2114  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2115  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2116  */
2117 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2118 {
2119         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2120
2121         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2122                 drain_stock(stock);
2123                 stock->cached = memcg;
2124         }
2125         stock->nr_pages += nr_pages;
2126         put_cpu_var(memcg_stock);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2131  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2132  * until the work is done.
2133  */
2134 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2135 {
2136         int cpu, curcpu;
2137
2138         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2139         get_online_cpus();
2140         curcpu = get_cpu();
2141         for_each_online_cpu(cpu) {
2142                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2143                 struct mem_cgroup *memcg;
2144
2145                 memcg = stock->cached;
2146                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2147                         continue;
2148                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2149                         continue;
2150                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2151                         if (cpu == curcpu)
2152                                 drain_local_stock(&stock->work);
2153                         else
2154                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2155                 }
2156         }
2157         put_cpu();
2158
2159         if (!sync)
2160                 goto out;
2161
2162         for_each_online_cpu(cpu) {
2163                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2164                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2165                         flush_work(&stock->work);
2166         }
2167 out:
2168         put_online_cpus();
2169 }
2170
2171 /*
2172  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2173  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2174  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2175  * it.
2176  */
2177 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2178 {
2179         /*
2180          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2181          */
2182         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2183                 return;
2184         drain_all_stock(root_memcg, false);
2185         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2186 }
2187
2188 /* This is a synchronous drain interface. */
2189 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2190 {
2191         /* called when force_empty is called */
2192         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2193         drain_all_stock(root_memcg, true);
2194         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2195 }
2196
2197 /*
2198  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2199  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2200  */
2201 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2202 {
2203         int i;
2204
2205         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2206         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2207                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2208
2209                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2210                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2211         }
2212         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2213                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2214
2215                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2216                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2217         }
2218         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2219 }
2220
2221 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2222                                         unsigned long action,
2223                                         void *hcpu)
2224 {
2225         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2226         struct memcg_stock_pcp *stock;
2227         struct mem_cgroup *iter;
2228
2229         if (action == CPU_ONLINE)
2230                 return NOTIFY_OK;
2231
2232         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2233                 return NOTIFY_OK;
2234
2235         for_each_mem_cgroup(iter)
2236                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2237
2238         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2239         drain_stock(stock);
2240         return NOTIFY_OK;
2241 }
2242
2243
2244 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2245 enum {
2246         CHARGE_OK,              /* success */
2247         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2248         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2249         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2250         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2251 };
2252
2253 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2254                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2255 {
2256         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2257         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2258         struct res_counter *fail_res;
2259         unsigned long flags = 0;
2260         int ret;
2261
2262         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2263
2264         if (likely(!ret)) {
2265                 if (!do_swap_account)
2266                         return CHARGE_OK;
2267                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2268                 if (likely(!ret))
2269                         return CHARGE_OK;
2270
2271                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2272                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2273                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2274         } else
2275                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2276         /*
2277          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2278          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2279          *
2280          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2281          * single page instead.
2282          */
2283         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2284                 return CHARGE_RETRY;
2285
2286         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2287                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2288
2289         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2290         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2291                 return CHARGE_RETRY;
2292         /*
2293          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2294          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2295          * before killing the task.
2296          *
2297          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2298          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2299          * to regular pages anyway in case of failure.
2300          */
2301         if (nr_pages == 1 && ret)
2302                 return CHARGE_RETRY;
2303
2304         /*
2305          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2306          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2307          */
2308         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2309                 return CHARGE_RETRY;
2310
2311         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2312         if (!oom_check)
2313                 return CHARGE_NOMEM;
2314         /* check OOM */
2315         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2316                 return CHARGE_OOM_DIE;
2317
2318         return CHARGE_RETRY;
2319 }
2320
2321 /*
2322  * __mem_cgroup_try_charge() does
2323  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2324  * 2. update res_counter
2325  * 3. call memory reclaim if necessary.
2326  *
2327  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2328  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2329  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2330  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2331  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2332  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2333  *
2334  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2335  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2336  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2337  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2338  *
2339  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2340  * the oom-killer can be invoked.
2341  */
2342 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2343                                    gfp_t gfp_mask,
2344                                    unsigned int nr_pages,
2345                                    struct mem_cgroup **ptr,
2346                                    bool oom)
2347 {
2348         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2349         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2350         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2351         int ret;
2352
2353         /*
2354          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2355          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2356          * MEMDIE process.
2357          */
2358         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2359                      || fatal_signal_pending(current)))
2360                 goto bypass;
2361
2362         /*
2363          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2364          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2365          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2366          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2367          */
2368         if (!*ptr && !mm)
2369                 *ptr = root_mem_cgroup;
2370 again:
2371         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2372                 memcg = *ptr;
2373                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2374                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2375                         goto done;
2376                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2377                         goto done;
2378                 css_get(&memcg->css);
2379         } else {
2380                 struct task_struct *p;
2381
2382                 rcu_read_lock();
2383                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2384                 /*
2385                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2386                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2387                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2388                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2389                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2390                  * small race, here.
2391                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2392                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2393                  */
2394                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2395                 if (!memcg)
2396                         memcg = root_mem_cgroup;
2397                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2398                         rcu_read_unlock();
2399                         goto done;
2400                 }
2401                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2402                         /*
2403                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2404                          * But considering how consume_stok works, it's not
2405                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2406                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2407                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2408                          * calling consume_stock().
2409                          */
2410                         rcu_read_unlock();
2411                         goto done;
2412                 }
2413                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2414                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2415                         rcu_read_unlock();
2416                         goto again;
2417                 }
2418                 rcu_read_unlock();
2419         }
2420
2421         do {
2422                 bool oom_check;
2423
2424                 /* If killed, bypass charge */
2425                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2426                         css_put(&memcg->css);
2427                         goto bypass;
2428                 }
2429
2430                 oom_check = false;
2431                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2432                         oom_check = true;
2433                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2434                 }
2435
2436                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2437                 switch (ret) {
2438                 case CHARGE_OK:
2439                         break;
2440                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2441                         batch = nr_pages;
2442                         css_put(&memcg->css);
2443                         memcg = NULL;
2444                         goto again;
2445                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2446                         css_put(&memcg->css);
2447                         goto nomem;
2448                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2449                         if (!oom) {
2450                                 css_put(&memcg->css);
2451                                 goto nomem;
2452                         }
2453                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2454                         nr_oom_retries--;
2455                         break;
2456                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2457                         css_put(&memcg->css);
2458                         goto bypass;
2459                 }
2460         } while (ret != CHARGE_OK);
2461
2462         if (batch > nr_pages)
2463                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2464         css_put(&memcg->css);
2465 done:
2466         *ptr = memcg;
2467         return 0;
2468 nomem:
2469         *ptr = NULL;
2470         return -ENOMEM;
2471 bypass:
2472         *ptr = root_mem_cgroup;
2473         return -EINTR;
2474 }
2475
2476 /*
2477  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2478  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2479  * gotten by try_charge().
2480  */
2481 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2482                                        unsigned int nr_pages)
2483 {
2484         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2485                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2486
2487                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2488                 if (do_swap_account)
2489                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2490         }
2491 }
2492
2493 /*
2494  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2495  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2496  */
2497 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2498                                         unsigned int nr_pages)
2499 {
2500         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2501
2502         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2503                 return;
2504
2505         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2506         if (do_swap_account)
2507                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2508                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2509 }
2510
2511 /*
2512  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2513  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2514  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2515  * memcg.)
2516  */
2517 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2518 {
2519         struct cgroup_subsys_state *css;
2520
2521         /* ID 0 is unused ID */
2522         if (!id)
2523                 return NULL;
2524         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2525         if (!css)
2526                 return NULL;
2527         return mem_cgroup_from_css(css);
2528 }
2529
2530 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2531 {
2532         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2533         struct page_cgroup *pc;
2534         unsigned short id;
2535         swp_entry_t ent;
2536
2537         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2538
2539         pc = lookup_page_cgroup(page);
2540         lock_page_cgroup(pc);
2541         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2542                 memcg = pc->mem_cgroup;
2543                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2544                         memcg = NULL;
2545         } else if (PageSwapCache(page)) {
2546                 ent.val = page_private(page);
2547                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2548                 rcu_read_lock();
2549                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2550                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2551                         memcg = NULL;
2552                 rcu_read_unlock();
2553         }
2554         unlock_page_cgroup(pc);
2555         return memcg;
2556 }
2557
2558 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2559                                        struct page *page,
2560                                        unsigned int nr_pages,
2561                                        enum charge_type ctype,
2562                                        bool lrucare)
2563 {
2564         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2565         struct zone *uninitialized_var(zone);
2566         struct lruvec *lruvec;
2567         bool was_on_lru = false;
2568         bool anon;
2569
2570         lock_page_cgroup(pc);
2571         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2572         /*
2573          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2574          * accessed by any other context at this point.
2575          */
2576
2577         /*
2578          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2579          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2580          */
2581         if (lrucare) {
2582                 zone = page_zone(page);
2583                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2584                 if (PageLRU(page)) {
2585                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2586                         ClearPageLRU(page);
2587                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2588                         was_on_lru = true;
2589                 }
2590         }
2591
2592         pc->mem_cgroup = memcg;
2593         /*
2594          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2595          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2596          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2597          * before USED bit, we need memory barrier here.
2598          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2599          */
2600         smp_wmb();
2601         SetPageCgroupUsed(pc);
2602
2603         if (lrucare) {
2604                 if (was_on_lru) {
2605                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2606                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2607                         SetPageLRU(page);
2608                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2609                 }
2610                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2611         }
2612
2613         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2614                 anon = true;
2615         else
2616                 anon = false;
2617
2618         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2619         unlock_page_cgroup(pc);
2620
2621         /*
2622          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2623          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2624          * if they exceeds softlimit.
2625          */
2626         memcg_check_events(memcg, page);
2627 }
2628
2629 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2630
2631 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2632 /*
2633  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2634  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2635  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2636  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2637  */
2638 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2639 {
2640         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2641         struct page_cgroup *pc;
2642         int i;
2643
2644         if (mem_cgroup_disabled())
2645                 return;
2646         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2647                 pc = head_pc + i;
2648                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2649                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2650                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2651         }
2652 }
2653 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2654
2655 /**
2656  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2657  * @page: the page
2658  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2659  * @pc: page_cgroup of the page.
2660  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2661  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2662  *
2663  * The caller must confirm following.
2664  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2665  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2666  *
2667  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2668  * from old cgroup.
2669  */
2670 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2671                                    unsigned int nr_pages,
2672                                    struct page_cgroup *pc,
2673                                    struct mem_cgroup *from,
2674                                    struct mem_cgroup *to)
2675 {
2676         unsigned long flags;
2677         int ret;
2678         bool anon = PageAnon(page);
2679
2680         VM_BUG_ON(from == to);
2681         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2682         /*
2683          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2684          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2685          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2686          * hold it.
2687          */
2688         ret = -EBUSY;
2689         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2690                 goto out;
2691
2692         lock_page_cgroup(pc);
2693
2694         ret = -EINVAL;
2695         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2696                 goto unlock;
2697
2698         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2699
2700         if (!anon && page_mapped(page)) {
2701                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2702                 preempt_disable();
2703                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2704                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2705                 preempt_enable();
2706         }
2707         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2708
2709         /* caller should have done css_get */
2710         pc->mem_cgroup = to;
2711         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2712         /*
2713          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2714          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2715          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2716          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2717          * status here.
2718          */
2719         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2720         ret = 0;
2721 unlock:
2722         unlock_page_cgroup(pc);
2723         /*
2724          * check events
2725          */
2726         memcg_check_events(to, page);
2727         memcg_check_events(from, page);
2728 out:
2729         return ret;
2730 }
2731
2732 /*
2733  * move charges to its parent.
2734  */
2735
2736 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2737                                   struct page_cgroup *pc,
2738                                   struct mem_cgroup *child)
2739 {
2740         struct mem_cgroup *parent;
2741         unsigned int nr_pages;
2742         unsigned long uninitialized_var(flags);
2743         int ret;
2744
2745         /* Is ROOT ? */
2746         if (mem_cgroup_is_root(child))
2747                 return -EINVAL;
2748
2749         ret = -EBUSY;
2750         if (!get_page_unless_zero(page))
2751                 goto out;
2752         if (isolate_lru_page(page))
2753                 goto put;
2754
2755         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2756
2757         parent = parent_mem_cgroup(child);
2758         /*
2759          * If no parent, move charges to root cgroup.
2760          */
2761         if (!parent)
2762                 parent = root_mem_cgroup;
2763
2764         if (nr_pages > 1)
2765                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2766
2767         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2768                                 pc, child, parent);
2769         if (!ret)
2770                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2771
2772         if (nr_pages > 1)
2773                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2774         putback_lru_page(page);
2775 put:
2776         put_page(page);
2777 out:
2778         return ret;
2779 }
2780
2781 /*
2782  * Charge the memory controller for page usage.
2783  * Return
2784  * 0 if the charge was successful
2785  * < 0 if the cgroup is over its limit
2786  */
2787 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2788                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2789 {
2790         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2791         unsigned int nr_pages = 1;
2792         bool oom = true;
2793         int ret;
2794
2795         if (PageTransHuge(page)) {
2796                 nr_pages <<= compound_order(page);
2797                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2798                 /*
2799                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2800                  * fault handler will fall back to regular pages.
2801                  */
2802                 oom = false;
2803         }
2804
2805         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2806         if (ret == -ENOMEM)
2807                 return ret;
2808         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2809         return 0;
2810 }
2811
2812 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2813                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2814 {
2815         if (mem_cgroup_disabled())
2816                 return 0;
2817         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2818         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2819         VM_BUG_ON(!mm);
2820         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2821                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2822 }
2823
2824 /*
2825  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2826  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2827  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2828  * "commit()" or removed by "cancel()"
2829  */
2830 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2831                                           struct page *page,
2832                                           gfp_t mask,
2833                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2834 {
2835         struct mem_cgroup *memcg;
2836         struct page_cgroup *pc;
2837         int ret;
2838
2839         pc = lookup_page_cgroup(page);
2840         /*
2841          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2842          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2843          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2844          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2845          * in turn serializes uncharging.
2846          */
2847         if (PageCgroupUsed(pc))
2848                 return 0;
2849         if (!do_swap_account)
2850                 goto charge_cur_mm;
2851         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2852         if (!memcg)
2853                 goto charge_cur_mm;
2854         *memcgp = memcg;
2855         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2856         css_put(&memcg->css);
2857         if (ret == -EINTR)
2858                 ret = 0;
2859         return ret;
2860 charge_cur_mm:
2861         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2862         if (ret == -EINTR)
2863                 ret = 0;
2864         return ret;
2865 }
2866
2867 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2868                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2869 {
2870         *memcgp = NULL;
2871         if (mem_cgroup_disabled())
2872                 return 0;
2873         /*
2874          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2875          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2876          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2877          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2878          */
2879         if (!PageSwapCache(page)) {
2880                 int ret;
2881
2882                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2883                 if (ret == -EINTR)
2884                         ret = 0;
2885                 return ret;
2886         }
2887         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2888 }
2889
2890 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2891 {
2892         if (mem_cgroup_disabled())
2893                 return;
2894         if (!memcg)
2895                 return;
2896         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2897 }
2898
2899 static void
2900 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2901                                         enum charge_type ctype)
2902 {
2903         if (mem_cgroup_disabled())
2904                 return;
2905         if (!memcg)
2906                 return;
2907         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2908
2909         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2910         /*
2911          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2912          * counted both as mem and swap....double count.
2913          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2914          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2915          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2916          */
2917         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2918                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2919                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2920         }
2921         /*
2922          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2923          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2924          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2925          */
2926         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2927 }
2928
2929 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2930                                      struct mem_cgroup *memcg)
2931 {
2932         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2933                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2934 }
2935
2936 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2937                                 gfp_t gfp_mask)
2938 {
2939         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2940         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2941         int ret;
2942
2943         if (mem_cgroup_disabled())
2944                 return 0;
2945         if (PageCompound(page))
2946                 return 0;
2947
2948         if (!PageSwapCache(page))
2949                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2950         else { /* page is swapcache/shmem */
2951                 ret = __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page,
2952                                                      gfp_mask, &memcg);
2953                 if (!ret)
2954                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2955         }
2956         return ret;
2957 }
2958
2959 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2960                                    unsigned int nr_pages,
2961                                    const enum charge_type ctype)
2962 {
2963         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2964         bool uncharge_memsw = true;
2965
2966         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2967         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2968                 uncharge_memsw = false;
2969
2970         batch = &current->memcg_batch;
2971         /*
2972          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2973          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2974          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2975          */
2976         if (!batch->memcg)
2977                 batch->memcg = memcg;
2978         /*
2979          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2980          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2981          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2982          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2983          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2984          */
2985
2986         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2987                 goto direct_uncharge;
2988
2989         if (nr_pages > 1)
2990                 goto direct_uncharge;
2991
2992         /*
2993          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2994          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2995          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2996          */
2997         if (batch->memcg != memcg)
2998                 goto direct_uncharge;
2999         /* remember freed charge and uncharge it later */
3000         batch->nr_pages++;
3001         if (uncharge_memsw)
3002                 batch->memsw_nr_pages++;
3003         return;
3004 direct_uncharge:
3005         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
3006         if (uncharge_memsw)
3007                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
3008         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
3009                 memcg_oom_recover(memcg);
3010 }
3011
3012 /*
3013  * uncharge if !page_mapped(page)
3014  */
3015 static struct mem_cgroup *
3016 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype,
3017                              bool end_migration)
3018 {
3019         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3020         unsigned int nr_pages = 1;
3021         struct page_cgroup *pc;
3022         bool anon;
3023
3024         if (mem_cgroup_disabled())
3025                 return NULL;
3026
3027         VM_BUG_ON(PageSwapCache(page));
3028
3029         if (PageTransHuge(page)) {
3030                 nr_pages <<= compound_order(page);
3031                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3032         }
3033         /*
3034          * Check if our page_cgroup is valid
3035          */
3036         pc = lookup_page_cgroup(page);
3037         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
3038                 return NULL;
3039
3040         lock_page_cgroup(pc);
3041
3042         memcg = pc->mem_cgroup;
3043
3044         if (!PageCgroupUsed(pc))
3045                 goto unlock_out;
3046
3047         anon = PageAnon(page);
3048
3049         switch (ctype) {
3050         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON:
3051                 /*
3052                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
3053                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
3054                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
3055                  */
3056                 anon = true;
3057                 /* fallthrough */
3058         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3059                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3060                 if (page_mapped(page))
3061                         goto unlock_out;
3062                 /*
3063                  * Pages under migration may not be uncharged.  But
3064                  * end_migration() /must/ be the one uncharging the
3065                  * unused post-migration page and so it has to call
3066                  * here with the migration bit still set.  See the
3067                  * res_counter handling below.
3068                  */
3069                 if (!end_migration && PageCgroupMigration(pc))
3070                         goto unlock_out;
3071                 break;
3072         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3073                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3074                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3075                                 goto unlock_out;
3076                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3077                                 goto unlock_out;
3078                 break;
3079         default:
3080                 break;
3081         }
3082
3083         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3084
3085         ClearPageCgroupUsed(pc);
3086         /*
3087          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3088          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3089          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3090          * special functions.
3091          */
3092
3093         unlock_page_cgroup(pc);
3094         /*
3095          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3096          * will never be freed.
3097          */
3098         memcg_check_events(memcg, page);
3099         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3100                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3101                 mem_cgroup_get(memcg);
3102         }
3103         /*
3104          * Migration does not charge the res_counter for the
3105          * replacement page, so leave it alone when phasing out the
3106          * page that is unused after the migration.
3107          */
3108         if (!end_migration && !mem_cgroup_is_root(memcg))
3109                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3110
3111         return memcg;
3112
3113 unlock_out:
3114         unlock_page_cgroup(pc);
3115         return NULL;
3116 }
3117
3118 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3119 {
3120         /* early check. */
3121         if (page_mapped(page))
3122                 return;
3123         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3124         if (PageSwapCache(page))
3125                 return;
3126         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON, false);
3127 }
3128
3129 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3130 {
3131         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3132         VM_BUG_ON(page->mapping);
3133         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, false);
3134 }
3135
3136 /*
3137  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3138  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3139  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3140  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3141  * This may be called prural(2) times in a context,
3142  */
3143
3144 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3145 {
3146         current->memcg_batch.do_batch++;
3147         /* We can do nest. */
3148         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3149                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3150                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3151                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3152         }
3153 }
3154
3155 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3156 {
3157         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3158
3159         if (!batch->do_batch)
3160                 return;
3161
3162         batch->do_batch--;
3163         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3164                 return;
3165
3166         if (!batch->memcg)
3167                 return;
3168         /*
3169          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3170          * bacause we hide charges behind us.
3171          */
3172         if (batch->nr_pages)
3173                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3174                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3175         if (batch->memsw_nr_pages)
3176                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3177                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3178         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3179         /* forget this pointer (for sanity check) */
3180         batch->memcg = NULL;
3181 }
3182
3183 #ifdef CONFIG_SWAP
3184 /*
3185  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3186  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3187  */
3188 void
3189 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3190 {
3191         struct mem_cgroup *memcg;
3192         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3193
3194         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3195                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3196
3197         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype, false);
3198
3199         /*
3200          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3201          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3202          */
3203         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3204                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3205 }
3206 #endif
3207
3208 #ifdef CONFIG_MEMCG_SWAP
3209 /*
3210  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3211  * uncharge "memsw" account.
3212  */
3213 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3214 {
3215         struct mem_cgroup *memcg;
3216         unsigned short id;
3217
3218         if (!do_swap_account)
3219                 return;
3220
3221         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3222         rcu_read_lock();
3223         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3224         if (memcg) {
3225                 /*
3226                  * We uncharge this because swap is freed.
3227                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3228                  */
3229                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3230                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3231                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3232                 mem_cgroup_put(memcg);
3233         }
3234         rcu_read_unlock();
3235 }
3236
3237 /**
3238  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3239  * @entry: swap entry to be moved
3240  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3241  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3242  *
3243  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3244  * as the mem_cgroup's id of @from.
3245  *
3246  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3247  *
3248  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3249  * both res and memsw, and called css_get().
3250  */
3251 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3252                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3253 {
3254         unsigned short old_id, new_id;
3255
3256         old_id = css_id(&from->css);
3257         new_id = css_id(&to->css);
3258
3259         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3260                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3261                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3262                 /*
3263                  * This function is only called from task migration context now.
3264                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3265                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3266                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3267                  * because if the process that has been moved to @to does
3268                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3269                  */
3270                 mem_cgroup_get(to);
3271                 return 0;
3272         }
3273         return -EINVAL;
3274 }
3275 #else
3276 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3277                                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to)
3278 {
3279         return -EINVAL;
3280 }
3281 #endif
3282
3283 /*
3284  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3285  * page belongs to.
3286  */
3287 void mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage,
3288                                   struct mem_cgroup **memcgp)
3289 {
3290         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3291         struct page_cgroup *pc;
3292         enum charge_type ctype;
3293
3294         *memcgp = NULL;
3295
3296         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3297         if (mem_cgroup_disabled())
3298                 return;
3299
3300         pc = lookup_page_cgroup(page);
3301         lock_page_cgroup(pc);
3302         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3303                 memcg = pc->mem_cgroup;
3304                 css_get(&memcg->css);
3305                 /*
3306                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3307                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3308                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3309                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3310                  * until end_migration() is called
3311                  *
3312                  * Corner Case Thinking
3313                  * A)
3314                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3315                  * while migration was ongoing.
3316                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3317                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3318                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3319                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3320                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3321                  *
3322                  * B)
3323                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3324                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3325                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3326                  * without charging it again.
3327                  *
3328                  * C)
3329                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3330                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3331                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3332                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3333                  */
3334                 if (PageAnon(page))
3335                         SetPageCgroupMigration(pc);
3336         }
3337         unlock_page_cgroup(pc);
3338         /*
3339          * If the page is not charged at this point,
3340          * we return here.
3341          */
3342         if (!memcg)
3343                 return;
3344
3345         *memcgp = memcg;
3346         /*
3347          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3348          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3349          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3350          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3351          */
3352         if (PageAnon(page))
3353                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON;
3354         else
3355                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3356         /*
3357          * The page is committed to the memcg, but it's not actually
3358          * charged to the res_counter since we plan on replacing the
3359          * old one and only one page is going to be left afterwards.
3360          */
3361         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3362 }
3363
3364 /* remove redundant charge if migration failed*/
3365 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3366         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3367 {
3368         struct page *used, *unused;
3369         struct page_cgroup *pc;
3370         bool anon;
3371
3372         if (!memcg)
3373                 return;
3374         /* blocks rmdir() */
3375         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3376         if (!migration_ok) {
3377                 used = oldpage;
3378                 unused = newpage;
3379         } else {
3380                 used = newpage;
3381                 unused = oldpage;
3382         }
3383         anon = PageAnon(used);
3384         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3385                                      anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON
3386                                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE,
3387                                      true);
3388         css_put(&memcg->css);
3389         /*
3390          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3391          * of the page goes down to zero, temporarly.
3392          * Clear the flag and check the page should be charged.
3393          */
3394         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3395         lock_page_cgroup(pc);
3396         ClearPageCgroupMigration(pc);
3397         unlock_page_cgroup(pc);
3398
3399         /*
3400          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3401          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3402          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3403          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3404          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3405          * check. (see prepare_charge() also)
3406          */
3407         if (anon)
3408                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3409         /*
3410          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3411          * tasks.
3412          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3413          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3414          */
3415         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3416 }
3417
3418 /*
3419  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3420  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3421  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3422  */
3423 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3424                                   struct page *newpage)
3425 {
3426         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3427         struct page_cgroup *pc;
3428         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3429
3430         if (mem_cgroup_disabled())
3431                 return;
3432
3433         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3434         /* fix accounting on old pages */
3435         lock_page_cgroup(pc);
3436         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3437                 memcg = pc->mem_cgroup;
3438                 mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3439                 ClearPageCgroupUsed(pc);
3440         }
3441         unlock_page_cgroup(pc);
3442
3443         /*
3444          * When called from shmem_replace_page(), in some cases the
3445          * oldpage has already been charged, and in some cases not.
3446          */
3447         if (!memcg)
3448                 return;
3449         /*
3450          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3451          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3452          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3453          */
3454         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3455 }
3456
3457 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3458 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3459 {
3460         struct page_cgroup *pc;
3461
3462         pc = lookup_page_cgroup(page);
3463         /*
3464          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3465          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3466          * or when mem_cgroup_disabled().
3467          */
3468         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3469                 return pc;
3470         return NULL;
3471 }
3472
3473 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3474 {
3475         if (mem_cgroup_disabled())
3476                 return false;
3477
3478         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3479 }
3480
3481 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3482 {
3483         struct page_cgroup *pc;
3484
3485         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3486         if (pc) {
3487                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3488                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3489        &n