memcg: oom: fix totalpages calculation for memory.swappiness==0
[opensuse:kernel.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
1059         if (mem_cgroup_disabled())
1060                 return &zone->lruvec;
1061
1062         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1063         return &mz->lruvec;
1064 }
1065
1066 /*
1067  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1068  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1069  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1070  *
1071  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1072  * 1. charge
1073  * 2. moving account
1074  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1075  * It is added to LRU before charge.
1076  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1077  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1078  */
1079
1080 /**
1081  * mem_cgroup_page_lruvec - return lruvec for adding an lru page
1082  * @page: the page
1083  * @zone: zone of the page
1084  */
1085 struct lruvec *mem_cgroup_page_lruvec(struct page *page, struct zone *zone)
1086 {
1087         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1088         struct mem_cgroup *memcg;
1089         struct page_cgroup *pc;
1090
1091         if (mem_cgroup_disabled())
1092                 return &zone->lruvec;
1093
1094         pc = lookup_page_cgroup(page);
1095         memcg = pc->mem_cgroup;
1096
1097         /*
1098          * Surreptitiously switch any uncharged offlist page to root:
1099          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1100          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1101          *
1102          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1103          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1104          * of pc->mem_cgroup safe.
1105          */
1106         if (!PageLRU(page) && !PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1107                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1108
1109         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1110         return &mz->lruvec;
1111 }
1112
1113 /**
1114  * mem_cgroup_update_lru_size - account for adding or removing an lru page
1115  * @lruvec: mem_cgroup per zone lru vector
1116  * @lru: index of lru list the page is sitting on
1117  * @nr_pages: positive when adding or negative when removing
1118  *
1119  * This function must be called when a page is added to or removed from an
1120  * lru list.
1121  */
1122 void mem_cgroup_update_lru_size(struct lruvec *lruvec, enum lru_list lru,
1123                                 int nr_pages)
1124 {
1125         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1126         unsigned long *lru_size;
1127
1128         if (mem_cgroup_disabled())
1129                 return;
1130
1131         mz = container_of(lruvec, struct mem_cgroup_per_zone, lruvec);
1132         lru_size = mz->lru_size + lru;
1133         *lru_size += nr_pages;
1134         VM_BUG_ON((long)(*lru_size) < 0);
1135 }
1136
1137 /*
1138  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1139  * hierarchy subtree
1140  */
1141 bool __mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1142                                   struct mem_cgroup *memcg)
1143 {
1144         if (root_memcg == memcg)
1145                 return true;
1146         if (!root_memcg->use_hierarchy || !memcg)
1147                 return false;
1148         return css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css);
1149 }
1150
1151 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1152                                        struct mem_cgroup *memcg)
1153 {
1154         bool ret;
1155
1156         rcu_read_lock();
1157         ret = __mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg);
1158         rcu_read_unlock();
1159         return ret;
1160 }
1161
1162 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1163 {
1164         int ret;
1165         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1166         struct task_struct *p;
1167
1168         p = find_lock_task_mm(task);
1169         if (p) {
1170                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1171                 task_unlock(p);
1172         } else {
1173                 /*
1174                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1175                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1176                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1177                  */
1178                 task_lock(task);
1179                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1180                 if (curr)
1181                         css_get(&curr->css);
1182                 task_unlock(task);
1183         }
1184         if (!curr)
1185                 return 0;
1186         /*
1187          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1188          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1189          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1190          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1191          */
1192         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1193         css_put(&curr->css);
1194         return ret;
1195 }
1196
1197 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct lruvec *lruvec)
1198 {
1199         unsigned long inactive_ratio;
1200         unsigned long inactive;
1201         unsigned long active;
1202         unsigned long gb;
1203
1204         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_ANON);
1205         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_ANON);
1206
1207         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1208         if (gb)
1209                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1210         else
1211                 inactive_ratio = 1;
1212
1213         return inactive * inactive_ratio < active;
1214 }
1215
1216 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct lruvec *lruvec)
1217 {
1218         unsigned long active;
1219         unsigned long inactive;
1220
1221         inactive = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_INACTIVE_FILE);
1222         active = mem_cgroup_get_lru_size(lruvec, LRU_ACTIVE_FILE);
1223
1224         return (active > inactive);
1225 }
1226
1227 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1228         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1229
1230 /**
1231  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1232  * @memcg: the memory cgroup
1233  *
1234  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1235  * pages.
1236  */
1237 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1238 {
1239         unsigned long long margin;
1240
1241         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1242         if (do_swap_account)
1243                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1244         return margin >> PAGE_SHIFT;
1245 }
1246
1247 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1248 {
1249         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1250
1251         /* root ? */
1252         if (cgrp->parent == NULL)
1253                 return vm_swappiness;
1254
1255         return memcg->swappiness;
1256 }
1257
1258 /*
1259  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1260  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1261  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1262  * rcu_read_lock(), like this:
1263  *
1264  *         CPU-A                                    CPU-B
1265  *                                              rcu_read_lock()
1266  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1267  *                                                   take heavy locks.
1268  *         synchronize_rcu()                    update something.
1269  *                                              rcu_read_unlock()
1270  *         start move here.
1271  */
1272
1273 /* for quick checking without looking up memcg */
1274 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1275
1276 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1277 {
1278         atomic_inc(&memcg_moving);
1279         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1280         synchronize_rcu();
1281 }
1282
1283 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1284 {
1285         /*
1286          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1287          * We check NULL in callee rather than caller.
1288          */
1289         if (memcg) {
1290                 atomic_dec(&memcg_moving);
1291                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1292         }
1293 }
1294
1295 /*
1296  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1297  *
1298  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1299  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1300  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1301  *
1302  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1303  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1304  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1305  */
1306
1307 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1308 {
1309         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1310         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1311 }
1312
1313 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         struct mem_cgroup *from;
1316         struct mem_cgroup *to;
1317         bool ret = false;
1318         /*
1319          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1320          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1321          */
1322         spin_lock(&mc.lock);
1323         from = mc.from;
1324         to = mc.to;
1325         if (!from)
1326                 goto unlock;
1327
1328         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1329                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1330 unlock:
1331         spin_unlock(&mc.lock);
1332         return ret;
1333 }
1334
1335 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1336 {
1337         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1338                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1339                         DEFINE_WAIT(wait);
1340                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1341                         /* moving charge context might have finished. */
1342                         if (mc.moving_task)
1343                                 schedule();
1344                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1345                         return true;
1346                 }
1347         }
1348         return false;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Take this lock when
1353  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1354  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1355  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1356  */
1357 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1358                                   unsigned long *flags)
1359 {
1360         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1361 }
1362
1363 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1364                                 unsigned long *flags)
1365 {
1366         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1367 }
1368
1369 /**
1370  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1371  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1372  * @p: Task that is going to be killed
1373  *
1374  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1375  * enabled
1376  */
1377 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1378 {
1379         struct cgroup *task_cgrp;
1380         struct cgroup *mem_cgrp;
1381         /*
1382          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1383          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1384          * If this assumption is broken, revisit this code.
1385          */
1386         static char memcg_name[PATH_MAX];
1387         int ret;
1388
1389         if (!memcg || !p)
1390                 return;
1391
1392         rcu_read_lock();
1393
1394         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1395         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1396
1397         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1398         if (ret < 0) {
1399                 /*
1400                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1401                  * But we'll still print out the usage information
1402                  */
1403                 rcu_read_unlock();
1404                 goto done;
1405         }
1406         rcu_read_unlock();
1407
1408         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1409
1410         rcu_read_lock();
1411         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1412         if (ret < 0) {
1413                 rcu_read_unlock();
1414                 goto done;
1415         }
1416         rcu_read_unlock();
1417
1418         /*
1419          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1420          */
1421         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1422 done:
1423
1424         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1425                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1426                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1427                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1428         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1429                 "failcnt %llu\n",
1430                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1431                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1432                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1433 }
1434
1435 /*
1436  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1437  * 1(self count) if no children.
1438  */
1439 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1440 {
1441         int num = 0;
1442         struct mem_cgroup *iter;
1443
1444         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1445                 num++;
1446         return num;
1447 }
1448
1449 /*
1450  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1451  */
1452 static u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1453 {
1454         u64 limit;
1455
1456         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1457
1458         /*
1459          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1460          */
1461         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1462                 u64 memsw;
1463
1464                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1465                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1466
1467                 /*
1468                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1469                  * available to this memcg, return that limit.
1470                  */
1471                 limit = min(limit, memsw);
1472         }
1473
1474         return limit;
1475 }
1476
1477 void mem_cgroup_out_of_memory(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
1478                               int order)
1479 {
1480         struct mem_cgroup *iter;
1481         unsigned long chosen_points = 0;
1482         unsigned long totalpages;
1483         unsigned int points = 0;
1484         struct task_struct *chosen = NULL;
1485
1486         /*
1487          * If current has a pending SIGKILL, then automatically select it.  The
1488          * goal is to allow it to allocate so that it may quickly exit and free
1489          * its memory.
1490          */
1491         if (fatal_signal_pending(current)) {
1492                 set_thread_flag(TIF_MEMDIE);
1493                 return;
1494         }
1495
1496         check_panic_on_oom(CONSTRAINT_MEMCG, gfp_mask, order, NULL);
1497         totalpages = mem_cgroup_get_limit(memcg) >> PAGE_SHIFT ? : 1;
1498         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1499                 struct cgroup *cgroup = iter->css.cgroup;
1500                 struct cgroup_iter it;
1501                 struct task_struct *task;
1502
1503                 cgroup_iter_start(cgroup, &it);
1504                 while ((task = cgroup_iter_next(cgroup, &it))) {
1505                         switch (oom_scan_process_thread(task, totalpages, NULL,
1506                                                         false)) {
1507                         case OOM_SCAN_SELECT:
1508                                 if (chosen)
1509                                         put_task_struct(chosen);
1510                                 chosen = task;
1511                                 chosen_points = ULONG_MAX;
1512                                 get_task_struct(chosen);
1513                                 /* fall through */
1514                         case OOM_SCAN_CONTINUE:
1515                                 continue;
1516                         case OOM_SCAN_ABORT:
1517                                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1518                                 mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1519                                 if (chosen)
1520                                         put_task_struct(chosen);
1521                                 return;
1522                         case OOM_SCAN_OK:
1523                                 break;
1524                         };
1525                         points = oom_badness(task, memcg, NULL, totalpages);
1526                         if (points > chosen_points) {
1527                                 if (chosen)
1528                                         put_task_struct(chosen);
1529                                 chosen = task;
1530                                 chosen_points = points;
1531                                 get_task_struct(chosen);
1532                         }
1533                 }
1534                 cgroup_iter_end(cgroup, &it);
1535         }
1536
1537         if (!chosen)
1538                 return;
1539         points = chosen_points * 1000 / totalpages;
1540         oom_kill_process(chosen, gfp_mask, order, points, totalpages, memcg,
1541                          NULL, "Memory cgroup out of memory");
1542 }
1543
1544 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1545                                         gfp_t gfp_mask,
1546                                         unsigned long flags)
1547 {
1548         unsigned long total = 0;
1549         bool noswap = false;
1550         int loop;
1551
1552         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1553                 noswap = true;
1554         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1555                 noswap = true;
1556
1557         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1558                 if (loop)
1559                         drain_all_stock_async(memcg);
1560                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1561                 /*
1562                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1563                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1564                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1565                  */
1566                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1567                         break;
1568                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1569                         break;
1570                 /*
1571                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1572                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1573                  */
1574                 if (loop && !total)
1575                         break;
1576         }
1577         return total;
1578 }
1579
1580 /**
1581  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1582  * @memcg: the target memcg
1583  * @nid: the node ID to be checked.
1584  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1585  *
1586  * This function returns whether the specified memcg contains any
1587  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1588  * pages in the node.
1589  */
1590 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1591                 int nid, bool noswap)
1592 {
1593         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1594                 return true;
1595         if (noswap || !total_swap_pages)
1596                 return false;
1597         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1598                 return true;
1599         return false;
1600
1601 }
1602 #if MAX_NUMNODES > 1
1603
1604 /*
1605  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1606  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1607  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1608  *
1609  */
1610 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1611 {
1612         int nid;
1613         /*
1614          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1615          * pagein/pageout changes since the last update.
1616          */
1617         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1618                 return;
1619         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1620                 return;
1621
1622         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1623         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1624
1625         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1626
1627                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1628                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1629         }
1630
1631         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1632         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1637  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1638  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1639  *
1640  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1641  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1642  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1643  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1644  *
1645  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1646  */
1647 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1648 {
1649         int node;
1650
1651         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1652         node = memcg->last_scanned_node;
1653
1654         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1655         if (node == MAX_NUMNODES)
1656                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1657         /*
1658          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1659          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1660          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1661          * we use curret node.
1662          */
1663         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1664                 node = numa_node_id();
1665
1666         memcg->last_scanned_node = node;
1667         return node;
1668 }
1669
1670 /*
1671  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1672  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1673  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1674  * enough new information. We need to do double check.
1675  */
1676 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1677 {
1678         int nid;
1679
1680         /*
1681          * quick check...making use of scan_node.
1682          * We can skip unused nodes.
1683          */
1684         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1685                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1686                      nid < MAX_NUMNODES;
1687                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1688
1689                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1690                                 return true;
1691                 }
1692         }
1693         /*
1694          * Check rest of nodes.
1695          */
1696         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1697                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1698                         continue;
1699                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1700                         return true;
1701         }
1702         return false;
1703 }
1704
1705 #else
1706 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1707 {
1708         return 0;
1709 }
1710
1711 static bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1712 {
1713         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1714 }
1715 #endif
1716
1717 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1718                                    struct zone *zone,
1719                                    gfp_t gfp_mask,
1720                                    unsigned long *total_scanned)
1721 {
1722         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1723         int total = 0;
1724         int loop = 0;
1725         unsigned long excess;
1726         unsigned long nr_scanned;
1727         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1728                 .zone = zone,
1729                 .priority = 0,
1730         };
1731
1732         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1733
1734         while (1) {
1735                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1736                 if (!victim) {
1737                         loop++;
1738                         if (loop >= 2) {
1739                                 /*
1740                                  * If we have not been able to reclaim
1741                                  * anything, it might because there are
1742                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1743                                  */
1744                                 if (!total)
1745                                         break;
1746                                 /*
1747                                  * We want to do more targeted reclaim.
1748                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1749                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1750                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1751                                  */
1752                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1753                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1754                                         break;
1755                         }
1756                         continue;
1757                 }
1758                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1759                         continue;
1760                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1761                                                      zone, &nr_scanned);
1762                 *total_scanned += nr_scanned;
1763                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1764                         break;
1765         }
1766         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1767         return total;
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1772  * If someone is running, return false.
1773  * Has to be called with memcg_oom_lock
1774  */
1775 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1776 {
1777         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1778
1779         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1780                 if (iter->oom_lock) {
1781                         /*
1782                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1783                          * so we cannot give a lock.
1784                          */
1785                         failed = iter;
1786                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1787                         break;
1788                 } else
1789                         iter->oom_lock = true;
1790         }
1791
1792         if (!failed)
1793                 return true;
1794
1795         /*
1796          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1797          * what we set up to the failing subtree
1798          */
1799         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1800                 if (iter == failed) {
1801                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1802                         break;
1803                 }
1804                 iter->oom_lock = false;
1805         }
1806         return false;
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Has to be called with memcg_oom_lock
1811  */
1812 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1813 {
1814         struct mem_cgroup *iter;
1815
1816         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1817                 iter->oom_lock = false;
1818         return 0;
1819 }
1820
1821 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1822 {
1823         struct mem_cgroup *iter;
1824
1825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1826                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1827 }
1828
1829 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1830 {
1831         struct mem_cgroup *iter;
1832
1833         /*
1834          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1835          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1836          * atomic_add_unless() here.
1837          */
1838         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1839                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1840 }
1841
1842 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1843 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1844
1845 struct oom_wait_info {
1846         struct mem_cgroup *memcg;
1847         wait_queue_t    wait;
1848 };
1849
1850 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1851         unsigned mode, int sync, void *arg)
1852 {
1853         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1854         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1855         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1856
1857         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1858         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1859
1860         /*
1861          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1862          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1863          */
1864         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1865                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1866                 return 0;
1867         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1868 }
1869
1870 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1871 {
1872         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1873         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1874 }
1875
1876 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1877 {
1878         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1879                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1880 }
1881
1882 /*
1883  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1884  */
1885 static bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask,
1886                                   int order)
1887 {
1888         struct oom_wait_info owait;
1889         bool locked, need_to_kill;
1890
1891         owait.memcg = memcg;
1892         owait.wait.flags = 0;
1893         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1894         owait.wait.private = current;
1895         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1896         need_to_kill = true;
1897         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1898
1899         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1900         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1901         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1902         /*
1903          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1904          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1905          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1906          */
1907         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1908         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1909                 need_to_kill = false;
1910         if (locked)
1911                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1912         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1913
1914         if (need_to_kill) {
1915                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1916                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1917         } else {
1918                 schedule();
1919                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1920         }
1921         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1922         if (locked)
1923                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1924         memcg_wakeup_oom(memcg);
1925         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1926
1927         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1928
1929         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1930                 return false;
1931         /* Give chance to dying process */
1932         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1933         return true;
1934 }
1935
1936 /*
1937  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1938  * generalized to update other statistics as well.
1939  *
1940  * Notes: Race condition
1941  *
1942  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1943  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1944  * to do so _always_.
1945  *
1946  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1947  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1948  * are no race with "charge".
1949  *
1950  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1951  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1952  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1953  * by flags.
1954  *
1955  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1956  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1957  * If there is, we take a lock.
1958  */
1959
1960 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1961                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1962 {
1963         struct mem_cgroup *memcg;
1964         struct page_cgroup *pc;
1965
1966         pc = lookup_page_cgroup(page);
1967 again:
1968         memcg = pc->mem_cgroup;
1969         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1970                 return;
1971         /*
1972          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1973          * need to take move_lock_mem_cgroup(). Because we already hold
1974          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1975          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1976          */
1977         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1978                 return;
1979
1980         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1981         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1982                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1983                 goto again;
1984         }
1985         *locked = true;
1986 }
1987
1988 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1989 {
1990         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1991
1992         /*
1993          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1994          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1995          * should take move_lock_mem_cgroup().
1996          */
1997         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1998 }
1999
2000 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
2001                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
2002 {
2003         struct mem_cgroup *memcg;
2004         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2005         unsigned long uninitialized_var(flags);
2006
2007         if (mem_cgroup_disabled())
2008                 return;
2009
2010         memcg = pc->mem_cgroup;
2011         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
2012                 return;
2013
2014         switch (idx) {
2015         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
2016                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2017                 break;
2018         default:
2019                 BUG();
2020         }
2021
2022         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2023 }
2024
2025 /*
2026  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2027  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2028  */
2029 #define CHARGE_BATCH    32U
2030 struct memcg_stock_pcp {
2031         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2032         unsigned int nr_pages;
2033         struct work_struct work;
2034         unsigned long flags;
2035 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  0
2036 };
2037 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2038 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2039
2040 /*
2041  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2042  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2043  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2044  * refilled.
2045  */
2046 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2047 {
2048         struct memcg_stock_pcp *stock;
2049         bool ret = true;
2050
2051         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2052         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2053                 stock->nr_pages--;
2054         else /* need to call res_counter_charge */
2055                 ret = false;
2056         put_cpu_var(memcg_stock);
2057         return ret;
2058 }
2059
2060 /*
2061  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2062  */
2063 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2064 {
2065         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2066
2067         if (stock->nr_pages) {
2068                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2069
2070                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2071                 if (do_swap_account)
2072                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2073                 stock->nr_pages = 0;
2074         }
2075         stock->cached = NULL;
2076 }
2077
2078 /*
2079  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2080  * a thread which is pinned to local cpu.
2081  */
2082 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2083 {
2084         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2085         drain_stock(stock);
2086         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2091  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2092  */
2093 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2094 {
2095         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2096
2097         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2098                 drain_stock(stock);
2099                 stock->cached = memcg;
2100         }
2101         stock->nr_pages += nr_pages;
2102         put_cpu_var(memcg_stock);
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2107  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2108  * until the work is done.
2109  */
2110 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2111 {
2112         int cpu, curcpu;
2113
2114         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2115         get_online_cpus();
2116         curcpu = get_cpu();
2117         for_each_online_cpu(cpu) {
2118                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2119                 struct mem_cgroup *memcg;
2120
2121                 memcg = stock->cached;
2122                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2123                         continue;
2124                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2125                         continue;
2126                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2127                         if (cpu == curcpu)
2128                                 drain_local_stock(&stock->work);
2129                         else
2130                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2131                 }
2132         }
2133         put_cpu();
2134
2135         if (!sync)
2136                 goto out;
2137
2138         for_each_online_cpu(cpu) {
2139                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2140                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2141                         flush_work(&stock->work);
2142         }
2143 out:
2144         put_online_cpus();
2145 }
2146
2147 /*
2148  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2149  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2150  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2151  * it.
2152  */
2153 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2154 {
2155         /*
2156          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2157          */
2158         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2159                 return;
2160         drain_all_stock(root_memcg, false);
2161         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2162 }
2163
2164 /* This is a synchronous drain interface. */
2165 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2166 {
2167         /* called when force_empty is called */
2168         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2169         drain_all_stock(root_memcg, true);
2170         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2171 }
2172
2173 /*
2174  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2175  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2176  */
2177 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2178 {
2179         int i;
2180
2181         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2182         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_NSTATS; i++) {
2183                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2184
2185                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2186                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2187         }
2188         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2189                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2190
2191                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2192                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2193         }
2194         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2195 }
2196
2197 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2198                                         unsigned long action,
2199                                         void *hcpu)
2200 {
2201         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2202         struct memcg_stock_pcp *stock;
2203         struct mem_cgroup *iter;
2204
2205         if (action == CPU_ONLINE)
2206                 return NOTIFY_OK;
2207
2208         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2209                 return NOTIFY_OK;
2210
2211         for_each_mem_cgroup(iter)
2212                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2213
2214         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2215         drain_stock(stock);
2216         return NOTIFY_OK;
2217 }
2218
2219
2220 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2221 enum {
2222         CHARGE_OK,              /* success */
2223         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2224         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2225         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2226         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2227 };
2228
2229 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2230                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2231 {
2232         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2233         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2234         struct res_counter *fail_res;
2235         unsigned long flags = 0;
2236         int ret;
2237
2238         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2239
2240         if (likely(!ret)) {
2241                 if (!do_swap_account)
2242                         return CHARGE_OK;
2243                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2244                 if (likely(!ret))
2245                         return CHARGE_OK;
2246
2247                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2248                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2249                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2250         } else
2251                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2252         /*
2253          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2254          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2255          *
2256          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2257          * single page instead.
2258          */
2259         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2260                 return CHARGE_RETRY;
2261
2262         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2263                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2264
2265         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2266         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2267                 return CHARGE_RETRY;
2268         /*
2269          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2270          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2271          * before killing the task.
2272          *
2273          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2274          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2275          * to regular pages anyway in case of failure.
2276          */
2277         if (nr_pages == 1 && ret)
2278                 return CHARGE_RETRY;
2279
2280         /*
2281          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2282          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2283          */
2284         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2285                 return CHARGE_RETRY;
2286
2287         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2288         if (!oom_check)
2289                 return CHARGE_NOMEM;
2290         /* check OOM */
2291         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2292                 return CHARGE_OOM_DIE;
2293
2294         return CHARGE_RETRY;
2295 }
2296
2297 /*
2298  * __mem_cgroup_try_charge() does
2299  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2300  * 2. update res_counter
2301  * 3. call memory reclaim if necessary.
2302  *
2303  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2304  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2305  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2306  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2307  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2308  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2309  *
2310  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2311  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2312  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2313  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2314  *
2315  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2316  * the oom-killer can be invoked.
2317  */
2318 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2319                                    gfp_t gfp_mask,
2320                                    unsigned int nr_pages,
2321                                    struct mem_cgroup **ptr,
2322                                    bool oom)
2323 {
2324         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2325         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2326         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2327         int ret;
2328
2329         /*
2330          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2331          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2332          * MEMDIE process.
2333          */
2334         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2335                      || fatal_signal_pending(current)))
2336                 goto bypass;
2337
2338         /*
2339          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2340          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2341          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2342          * set, if so charge the root memcg (happens for pagecache usage).
2343          */
2344         if (!*ptr && !mm)
2345                 *ptr = root_mem_cgroup;
2346 again:
2347         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2348                 memcg = *ptr;
2349                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2350                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2351                         goto done;
2352                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2353                         goto done;
2354                 css_get(&memcg->css);
2355         } else {
2356                 struct task_struct *p;
2357
2358                 rcu_read_lock();
2359                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2360                 /*
2361                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2362                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2363                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2364                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2365                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2366                  * small race, here.
2367                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2368                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2369                  */
2370                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2371                 if (!memcg)
2372                         memcg = root_mem_cgroup;
2373                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2374                         rcu_read_unlock();
2375                         goto done;
2376                 }
2377                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2378                         /*
2379                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2380                          * But considering how consume_stok works, it's not
2381                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2382                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2383                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2384                          * calling consume_stock().
2385                          */
2386                         rcu_read_unlock();
2387                         goto done;
2388                 }
2389                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2390                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2391                         rcu_read_unlock();
2392                         goto again;
2393                 }
2394                 rcu_read_unlock();
2395         }
2396
2397         do {
2398                 bool oom_check;
2399
2400                 /* If killed, bypass charge */
2401                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2402                         css_put(&memcg->css);
2403                         goto bypass;
2404                 }
2405
2406                 oom_check = false;
2407                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2408                         oom_check = true;
2409                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2410                 }
2411
2412                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2413                 switch (ret) {
2414                 case CHARGE_OK:
2415                         break;
2416                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2417                         batch = nr_pages;
2418                         css_put(&memcg->css);
2419                         memcg = NULL;
2420                         goto again;
2421                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2422                         css_put(&memcg->css);
2423                         goto nomem;
2424                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2425                         if (!oom) {
2426                                 css_put(&memcg->css);
2427                                 goto nomem;
2428                         }
2429                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2430                         nr_oom_retries--;
2431                         break;
2432                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2433                         css_put(&memcg->css);
2434                         goto bypass;
2435                 }
2436         } while (ret != CHARGE_OK);
2437
2438         if (batch > nr_pages)
2439                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2440         css_put(&memcg->css);
2441 done:
2442         *ptr = memcg;
2443         return 0;
2444 nomem:
2445         *ptr = NULL;
2446         return -ENOMEM;
2447 bypass:
2448         *ptr = root_mem_cgroup;
2449         return -EINTR;
2450 }
2451
2452 /*
2453  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2454  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2455  * gotten by try_charge().
2456  */
2457 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2458                                        unsigned int nr_pages)
2459 {
2460         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2461                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2462
2463                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2464                 if (do_swap_account)
2465                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2466         }
2467 }
2468
2469 /*
2470  * Cancel chrages in this cgroup....doesn't propagate to parent cgroup.
2471  * This is useful when moving usage to parent cgroup.
2472  */
2473 static void __mem_cgroup_cancel_local_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2474                                         unsigned int nr_pages)
2475 {
2476         unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2477
2478         if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2479                 return;
2480
2481         res_counter_uncharge_until(&memcg->res, memcg->res.parent, bytes);
2482         if (do_swap_account)
2483                 res_counter_uncharge_until(&memcg->memsw,
2484                                                 memcg->memsw.parent, bytes);
2485 }
2486
2487 /*
2488  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2489  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2490  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2491  * memcg.)
2492  */
2493 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2494 {
2495         struct cgroup_subsys_state *css;
2496
2497         /* ID 0 is unused ID */
2498         if (!id)
2499                 return NULL;
2500         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2501         if (!css)
2502                 return NULL;
2503         return mem_cgroup_from_css(css);
2504 }
2505
2506 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2507 {
2508         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2509         struct page_cgroup *pc;
2510         unsigned short id;
2511         swp_entry_t ent;
2512
2513         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2514
2515         pc = lookup_page_cgroup(page);
2516         lock_page_cgroup(pc);
2517         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2518                 memcg = pc->mem_cgroup;
2519                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2520                         memcg = NULL;
2521         } else if (PageSwapCache(page)) {
2522                 ent.val = page_private(page);
2523                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2524                 rcu_read_lock();
2525                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2526                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2527                         memcg = NULL;
2528                 rcu_read_unlock();
2529         }
2530         unlock_page_cgroup(pc);
2531         return memcg;
2532 }
2533
2534 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2535                                        struct page *page,
2536                                        unsigned int nr_pages,
2537                                        enum charge_type ctype,
2538                                        bool lrucare)
2539 {
2540         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2541         struct zone *uninitialized_var(zone);
2542         struct lruvec *lruvec;
2543         bool was_on_lru = false;
2544         bool anon;
2545
2546         lock_page_cgroup(pc);
2547         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
2548         /*
2549          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2550          * accessed by any other context at this point.
2551          */
2552
2553         /*
2554          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2555          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2556          */
2557         if (lrucare) {
2558                 zone = page_zone(page);
2559                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2560                 if (PageLRU(page)) {
2561                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2562                         ClearPageLRU(page);
2563                         del_page_from_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2564                         was_on_lru = true;
2565                 }
2566         }
2567
2568         pc->mem_cgroup = memcg;
2569         /*
2570          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2571          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2572          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2573          * before USED bit, we need memory barrier here.
2574          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2575          */
2576         smp_wmb();
2577         SetPageCgroupUsed(pc);
2578
2579         if (lrucare) {
2580                 if (was_on_lru) {
2581                         lruvec = mem_cgroup_zone_lruvec(zone, pc->mem_cgroup);
2582                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2583                         SetPageLRU(page);
2584                         add_page_to_lru_list(page, lruvec, page_lru(page));
2585                 }
2586                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2587         }
2588
2589         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON)
2590                 anon = true;
2591         else
2592                 anon = false;
2593
2594         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2595         unlock_page_cgroup(pc);
2596
2597         /*
2598          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2599          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2600          * if they exceeds softlimit.
2601          */
2602         memcg_check_events(memcg, page);
2603 }
2604
2605 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2606
2607 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT (1 << PCG_LOCK | 1 << PCG_MIGRATION)
2608 /*
2609  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2610  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2611  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2612  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2613  */
2614 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2615 {
2616         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2617         struct page_cgroup *pc;
2618         int i;
2619
2620         if (mem_cgroup_disabled())
2621                 return;
2622         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2623                 pc = head_pc + i;
2624                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2625                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2626                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2627         }
2628 }
2629 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2630
2631 /**
2632  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2633  * @page: the page
2634  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2635  * @pc: page_cgroup of the page.
2636  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2637  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2638  *
2639  * The caller must confirm following.
2640  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2641  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2642  *
2643  * This function doesn't do "charge" to new cgroup and doesn't do "uncharge"
2644  * from old cgroup.
2645  */
2646 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2647                                    unsigned int nr_pages,
2648                                    struct page_cgroup *pc,
2649                                    struct mem_cgroup *from,
2650                                    struct mem_cgroup *to)
2651 {
2652         unsigned long flags;
2653         int ret;
2654         bool anon = PageAnon(page);
2655
2656         VM_BUG_ON(from == to);
2657         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2658         /*
2659          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2660          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2661          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2662          * hold it.
2663          */
2664         ret = -EBUSY;
2665         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2666                 goto out;
2667
2668         lock_page_cgroup(pc);
2669
2670         ret = -EINVAL;
2671         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2672                 goto unlock;
2673
2674         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2675
2676         if (!anon && page_mapped(page)) {
2677                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2678                 preempt_disable();
2679                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2680                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2681                 preempt_enable();
2682         }
2683         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2684
2685         /* caller should have done css_get */
2686         pc->mem_cgroup = to;
2687         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2688         /*
2689          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2690          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2691          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2692          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2693          * status here.
2694          */
2695         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2696         ret = 0;
2697 unlock:
2698         unlock_page_cgroup(pc);
2699         /*
2700          * check events
2701          */
2702         memcg_check_events(to, page);
2703         memcg_check_events(from, page);
2704 out:
2705         return ret;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * move charges to its parent.
2710  */
2711
2712 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2713                                   struct page_cgroup *pc,
2714                                   struct mem_cgroup *child)
2715 {
2716         struct mem_cgroup *parent;
2717         unsigned int nr_pages;
2718         unsigned long uninitialized_var(flags);
2719         int ret;
2720
2721         /* Is ROOT ? */
2722         if (mem_cgroup_is_root(child))
2723                 return -EINVAL;
2724
2725         ret = -EBUSY;
2726         if (!get_page_unless_zero(page))
2727                 goto out;
2728         if (isolate_lru_page(page))
2729                 goto put;
2730
2731         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2732
2733         parent = parent_mem_cgroup(child);
2734         /*
2735          * If no parent, move charges to root cgroup.
2736          */
2737         if (!parent)
2738                 parent = root_mem_cgroup;
2739
2740         if (nr_pages > 1)
2741                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2742
2743         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages,
2744                                 pc, child, parent);
2745         if (!ret)
2746                 __mem_cgroup_cancel_local_charge(child, nr_pages);
2747
2748         if (nr_pages > 1)
2749                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2750         putback_lru_page(page);
2751 put:
2752         put_page(page);
2753 out:
2754         return ret;
2755 }
2756
2757 /*
2758  * Charge the memory controller for page usage.
2759  * Return
2760  * 0 if the charge was successful
2761  * < 0 if the cgroup is over its limit
2762  */
2763 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2764                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2765 {
2766         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2767         unsigned int nr_pages = 1;
2768         bool oom = true;
2769         int ret;
2770
2771         if (PageTransHuge(page)) {
2772                 nr_pages <<= compound_order(page);
2773                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2774                 /*
2775                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2776                  * fault handler will fall back to regular pages.
2777                  */
2778                 oom = false;
2779         }
2780
2781         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2782         if (ret == -ENOMEM)
2783                 return ret;
2784         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2785         return 0;
2786 }
2787
2788 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2789                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2790 {
2791         if (mem_cgroup_disabled())
2792                 return 0;
2793         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2794         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2795         VM_BUG_ON(!mm);
2796         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2797                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_ANON);
2798 }
2799
2800 /*
2801  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2802  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2803  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2804  * "commit()" or removed by "cancel()"
2805  */
2806 static int __mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2807                                           struct page *page,
2808                                           gfp_t mask,
2809                                           struct mem_cgroup **memcgp)
2810 {
2811         struct mem_cgroup *memcg;
2812         struct page_cgroup *pc;
2813         int ret;
2814
2815         pc = lookup_page_cgroup(page);
2816         /*
2817          * Every swap fault against a single page tries to charge the
2818          * page, bail as early as possible.  shmem_unuse() encounters
2819          * already charged pages, too.  The USED bit is protected by
2820          * the page lock, which serializes swap cache removal, which
2821          * in turn serializes uncharging.
2822          */
2823         if (PageCgroupUsed(pc))
2824                 return 0;
2825         if (!do_swap_account)
2826                 goto charge_cur_mm;
2827         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2828         if (!memcg)
2829                 goto charge_cur_mm;
2830         *memcgp = memcg;
2831         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2832         css_put(&memcg->css);
2833         if (ret == -EINTR)
2834                 ret = 0;
2835         return ret;
2836 charge_cur_mm:
2837         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2838         if (ret == -EINTR)
2839                 ret = 0;
2840         return ret;
2841 }
2842
2843 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm, struct page *page,
2844                                  gfp_t gfp_mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2845 {
2846         *memcgp = NULL;
2847         if (mem_cgroup_disabled())
2848                 return 0;
2849         /*
2850          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already
2851          * updated the pte, and even removed page from swap cache: in
2852          * those cases unuse_pte()'s pte_same() test will fail; but
2853          * there's also a KSM case which does need to charge the page.
2854          */
2855         if (!PageSwapCache(page)) {
2856                 int ret;
2857
2858                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, memcgp, true);
2859                 if (ret == -EINTR)
2860                         ret = 0;
2861                 return ret;
2862         }
2863         return __mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, memcgp);
2864 }
2865
2866 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2867 {
2868         if (mem_cgroup_disabled())
2869                 return;
2870         if (!memcg)
2871                 return;
2872         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2873 }
2874
2875 static void
2876 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2877                                         enum charge_type ctype)
2878 {
2879         if (mem_cgroup_disabled())
2880                 return;
2881         if (!memcg)
2882                 return;
2883         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2884
2885         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2886         /*
2887          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2888          * counted both as mem and swap....double count.
2889          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2890          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2891          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2892          */
2893         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2894                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2895                 mem_cgroup_uncharge_swap(ent);
2896         }
2897         /*