]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blob - mm/memcontrol.c
memcg: enum lru_list lru
[mv-sheeva.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
93         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
94 };
95
96 enum mem_cgroup_events_index {
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104 /*
105  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
106  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
107  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
108  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
109  */
110 enum mem_cgroup_events_target {
111         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
112         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
113         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
114         MEM_CGROUP_NTARGETS,
115 };
116 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
117 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
118 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
119
120 struct mem_cgroup_stat_cpu {
121         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
122         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
123         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
124 };
125
126 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
127         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
128         int position;
129         /* scan generation, increased every round-trip */
130         unsigned int generation;
131 };
132
133 /*
134  * per-zone information in memory controller.
135  */
136 struct mem_cgroup_per_zone {
137         struct lruvec           lruvec;
138         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
139
140         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
141
142         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
143         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
144         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
145                                                 /* the soft limit is exceeded*/
146         bool                    on_tree;
147         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
148                                                 /* use container_of        */
149 };
150
151 struct mem_cgroup_per_node {
152         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
153 };
154
155 struct mem_cgroup_lru_info {
156         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
157 };
158
159 /*
160  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
161  * their hierarchy representation
162  */
163
164 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
165         struct rb_root rb_root;
166         spinlock_t lock;
167 };
168
169 struct mem_cgroup_tree_per_node {
170         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
171 };
172
173 struct mem_cgroup_tree {
174         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
175 };
176
177 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
178
179 struct mem_cgroup_threshold {
180         struct eventfd_ctx *eventfd;
181         u64 threshold;
182 };
183
184 /* For threshold */
185 struct mem_cgroup_threshold_ary {
186         /* An array index points to threshold just below usage. */
187         int current_threshold;
188         /* Size of entries[] */
189         unsigned int size;
190         /* Array of thresholds */
191         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
192 };
193
194 struct mem_cgroup_thresholds {
195         /* Primary thresholds array */
196         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
197         /*
198          * Spare threshold array.
199          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
200          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
201          */
202         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
203 };
204
205 /* for OOM */
206 struct mem_cgroup_eventfd_list {
207         struct list_head list;
208         struct eventfd_ctx *eventfd;
209 };
210
211 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
212 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
213
214 /*
215  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
216  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
217  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
218  * to help the administrator determine what knobs to tune.
219  *
220  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
221  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
222  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
223  * a feature that will be implemented much later in the future.
224  */
225 struct mem_cgroup {
226         struct cgroup_subsys_state css;
227         /*
228          * the counter to account for memory usage
229          */
230         struct res_counter res;
231
232         union {
233                 /*
234                  * the counter to account for mem+swap usage.
235                  */
236                 struct res_counter memsw;
237
238                 /*
239                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
240                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
241                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
242                  * in a union with the res field, but res plays a much
243                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
244                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
245                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
246                  */
247                 struct rcu_head rcu_freeing;
248                 /*
249                  * But when using vfree(), that cannot be done at
250                  * interrupt time, so we must then queue the work.
251                  */
252                 struct work_struct work_freeing;
253         };
254
255         /*
256          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
257          * per zone LRU lists.
258          */
259         struct mem_cgroup_lru_info info;
260         int last_scanned_node;
261 #if MAX_NUMNODES > 1
262         nodemask_t      scan_nodes;
263         atomic_t        numainfo_events;
264         atomic_t        numainfo_updating;
265 #endif
266         /*
267          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
268          */
269         bool use_hierarchy;
270
271         bool            oom_lock;
272         atomic_t        under_oom;
273
274         atomic_t        refcnt;
275
276         int     swappiness;
277         /* OOM-Killer disable */
278         int             oom_kill_disable;
279
280         /* set when res.limit == memsw.limit */
281         bool            memsw_is_minimum;
282
283         /* protect arrays of thresholds */
284         struct mutex thresholds_lock;
285
286         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
287         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
288
289         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
290         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
291
292         /* For oom notifier event fd */
293         struct list_head oom_notify;
294
295         /*
296          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
297          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
298          */
299         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
300         /*
301          * percpu counter.
302          */
303         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
304         /*
305          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
306          * See mem_cgroup_read_stat().
307          */
308         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
309         spinlock_t pcp_counter_lock;
310
311 #ifdef CONFIG_INET
312         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
313 #endif
314 };
315
316 /* Stuffs for move charges at task migration. */
317 /*
318  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
319  * left-shifted bitmap of these types.
320  */
321 enum move_type {
322         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
323         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
324         NR_MOVE_TYPE,
325 };
326
327 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
328 static struct move_charge_struct {
329         spinlock_t        lock; /* for from, to */
330         struct mem_cgroup *from;
331         struct mem_cgroup *to;
332         unsigned long precharge;
333         unsigned long moved_charge;
334         unsigned long moved_swap;
335         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
336         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
337 } mc = {
338         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
339         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
340 };
341
342 static bool move_anon(void)
343 {
344         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
345                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
346 }
347
348 static bool move_file(void)
349 {
350         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
351                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
352 }
353
354 /*
355  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
356  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
357  */
358 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
359 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
360
361 enum charge_type {
362         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
363         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
364         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
365         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
366         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
368         NR_CHARGE_TYPE,
369 };
370
371 /* for encoding cft->private value on file */
372 #define _MEM                    (0)
373 #define _MEMSWAP                (1)
374 #define _OOM_TYPE               (2)
375 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
376 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
377 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
378 /* Used for OOM nofiier */
379 #define OOM_CONTROL             (0)
380
381 /*
382  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
383  */
384 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
385 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
386 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
387 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
388
389 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
390 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
391
392 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
393 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
394 #include <net/sock.h>
395 #include <net/ip.h>
396
397 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
398 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
399 {
400         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
401                 struct mem_cgroup *memcg;
402
403                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
404
405                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
406                  * filled. It won't however, necessarily happen from
407                  * process context. So the test for root memcg given
408                  * the current task's memcg won't help us in this case.
409                  *
410                  * Respecting the original socket's memcg is a better
411                  * decision in this case.
412                  */
413                 if (sk->sk_cgrp) {
414                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
415                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
416                         return;
417                 }
418
419                 rcu_read_lock();
420                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
421                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
422                         mem_cgroup_get(memcg);
423                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
424                 }
425                 rcu_read_unlock();
426         }
427 }
428 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
429
430 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
431 {
432         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
433                 struct mem_cgroup *memcg;
434                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
435                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
436                 mem_cgroup_put(memcg);
437         }
438 }
439
440 #ifdef CONFIG_INET
441 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
442 {
443         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
444                 return NULL;
445
446         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
447 }
448 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
449 #endif /* CONFIG_INET */
450 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
451
452 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
453
454 static struct mem_cgroup_per_zone *
455 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
456 {
457         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
458 }
459
460 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
461 {
462         return &memcg->css;
463 }
464
465 static struct mem_cgroup_per_zone *
466 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
467 {
468         int nid = page_to_nid(page);
469         int zid = page_zonenum(page);
470
471         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
472 }
473
474 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
475 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
476 {
477         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
478 }
479
480 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
481 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
482 {
483         int nid = page_to_nid(page);
484         int zid = page_zonenum(page);
485
486         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
487 }
488
489 static void
490 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
491                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
492                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
493                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
494 {
495         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
496         struct rb_node *parent = NULL;
497         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
498
499         if (mz->on_tree)
500                 return;
501
502         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
503         if (!mz->usage_in_excess)
504                 return;
505         while (*p) {
506                 parent = *p;
507                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
508                                         tree_node);
509                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
510                         p = &(*p)->rb_left;
511                 /*
512                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
513                  * limit by the same amount
514                  */
515                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
516                         p = &(*p)->rb_right;
517         }
518         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
519         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
520         mz->on_tree = true;
521 }
522
523 static void
524 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
525                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
526                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
527 {
528         if (!mz->on_tree)
529                 return;
530         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
531         mz->on_tree = false;
532 }
533
534 static void
535 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
536                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
537                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
538 {
539         spin_lock(&mctz->lock);
540         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
541         spin_unlock(&mctz->lock);
542 }
543
544
545 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
546 {
547         unsigned long long excess;
548         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
549         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
550         int nid = page_to_nid(page);
551         int zid = page_zonenum(page);
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553
554         /*
555          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
556          * because their event counter is not touched.
557          */
558         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
559                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
560                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
561                 /*
562                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
563                  * mem is over its softlimit.
564                  */
565                 if (excess || mz->on_tree) {
566                         spin_lock(&mctz->lock);
567                         /* if on-tree, remove it */
568                         if (mz->on_tree)
569                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
570                         /*
571                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
572                          * If excess is 0, no tree ops.
573                          */
574                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
575                         spin_unlock(&mctz->lock);
576                 }
577         }
578 }
579
580 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
581 {
582         int node, zone;
583         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
584         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
585
586         for_each_node(node) {
587                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
588                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
589                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
590                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
591                 }
592         }
593 }
594
595 static struct mem_cgroup_per_zone *
596 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
597 {
598         struct rb_node *rightmost = NULL;
599         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
600
601 retry:
602         mz = NULL;
603         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
604         if (!rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
608         /*
609          * Remove the node now but someone else can add it back,
610          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
611          * position in the tree.
612          */
613         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
614         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
615                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
616                 goto retry;
617 done:
618         return mz;
619 }
620
621 static struct mem_cgroup_per_zone *
622 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
623 {
624         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
625
626         spin_lock(&mctz->lock);
627         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
628         spin_unlock(&mctz->lock);
629         return mz;
630 }
631
632 /*
633  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
634  *
635  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
636  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
637  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
638  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
639  *
640  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
641  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
642  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
643  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
644  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
645  *
646  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
647  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
648  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
649  * implemented.
650  */
651 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
652                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
653 {
654         long val = 0;
655         int cpu;
656
657         get_online_cpus();
658         for_each_online_cpu(cpu)
659                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
660 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
661         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
662         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
663         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
664 #endif
665         put_online_cpus();
666         return val;
667 }
668
669 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
670                                          bool charge)
671 {
672         int val = (charge) ? 1 : -1;
673         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
674 }
675
676 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
677                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
678 {
679         unsigned long val = 0;
680         int cpu;
681
682         for_each_online_cpu(cpu)
683                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
684 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
685         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
686         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
687         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
688 #endif
689         return val;
690 }
691
692 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
693                                          bool file, int nr_pages)
694 {
695         preempt_disable();
696
697         if (file)
698                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
699                                 nr_pages);
700         else
701                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
702                                 nr_pages);
703
704         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
705         if (nr_pages > 0)
706                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
707         else {
708                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
709                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
710         }
711
712         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
713
714         preempt_enable();
715 }
716
717 unsigned long
718 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
719                         unsigned int lru_mask)
720 {
721         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
722         enum lru_list lru;
723         unsigned long ret = 0;
724
725         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
726
727         for_each_lru(lru) {
728                 if (BIT(lru) & lru_mask)
729                         ret += mz->lru_size[lru];
730         }
731         return ret;
732 }
733
734 static unsigned long
735 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
736                         int nid, unsigned int lru_mask)
737 {
738         u64 total = 0;
739         int zid;
740
741         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
742                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
743                                                 nid, zid, lru_mask);
744
745         return total;
746 }
747
748 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
749                         unsigned int lru_mask)
750 {
751         int nid;
752         u64 total = 0;
753
754         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
755                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
756         return total;
757 }
758
759 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
760                                        enum mem_cgroup_events_target target)
761 {
762         unsigned long val, next;
763
764         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
765         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
766         /* from time_after() in jiffies.h */
767         if ((long)next - (long)val < 0) {
768                 switch (target) {
769                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
770                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
771                         break;
772                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
773                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
774                         break;
775                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
776                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
777                         break;
778                 default:
779                         break;
780                 }
781                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
782                 return true;
783         }
784         return false;
785 }
786
787 /*
788  * Check events in order.
789  *
790  */
791 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
792 {
793         preempt_disable();
794         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
795         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
796                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
797                 bool do_softlimit;
798                 bool do_numainfo __maybe_unused;
799
800                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
801                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
802 #if MAX_NUMNODES > 1
803                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
804                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
805 #endif
806                 preempt_enable();
807
808                 mem_cgroup_threshold(memcg);
809                 if (unlikely(do_softlimit))
810                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
811 #if MAX_NUMNODES > 1
812                 if (unlikely(do_numainfo))
813                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
814 #endif
815         } else
816                 preempt_enable();
817 }
818
819 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
820 {
821         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
822                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
823                                 css);
824 }
825
826 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
827 {
828         /*
829          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
830          * if it races with swapoff, page migration, etc.
831          * So this can be called with p == NULL.
832          */
833         if (unlikely(!p))
834                 return NULL;
835
836         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
837                                 struct mem_cgroup, css);
838 }
839
840 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
841 {
842         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
843
844         if (!mm)
845                 return NULL;
846         /*
847          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
848          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
849          * pessimistic (rather than adding locks here).
850          */
851         rcu_read_lock();
852         do {
853                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
854                 if (unlikely(!memcg))
855                         break;
856         } while (!css_tryget(&memcg->css));
857         rcu_read_unlock();
858         return memcg;
859 }
860
861 /**
862  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
863  * @root: hierarchy root
864  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
865  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
866  *
867  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
868  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
869  *
870  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
871  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
872  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
873  *
874  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
875  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
876  * reclaimers operating on the same zone and priority.
877  */
878 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
879                                    struct mem_cgroup *prev,
880                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
881 {
882         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
883         int id = 0;
884
885         if (mem_cgroup_disabled())
886                 return NULL;
887
888         if (!root)
889                 root = root_mem_cgroup;
890
891         if (prev && !reclaim)
892                 id = css_id(&prev->css);
893
894         if (prev && prev != root)
895                 css_put(&prev->css);
896
897         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
898                 if (prev)
899                         return NULL;
900                 return root;
901         }
902
903         while (!memcg) {
904                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
905                 struct cgroup_subsys_state *css;
906
907                 if (reclaim) {
908                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
909                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
910                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
911
912                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
913                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
914                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
915                                 return NULL;
916                         id = iter->position;
917                 }
918
919                 rcu_read_lock();
920                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
921                 if (css) {
922                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
923                                 memcg = container_of(css,
924                                                      struct mem_cgroup, css);
925                 } else
926                         id = 0;
927                 rcu_read_unlock();
928
929                 if (reclaim) {
930                         iter->position = id;
931                         if (!css)
932                                 iter->generation++;
933                         else if (!prev && memcg)
934                                 reclaim->generation = iter->generation;
935                 }
936
937                 if (prev && !css)
938                         return NULL;
939         }
940         return memcg;
941 }
942
943 /**
944  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
945  * @root: hierarchy root
946  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
947  */
948 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
949                            struct mem_cgroup *prev)
950 {
951         if (!root)
952                 root = root_mem_cgroup;
953         if (prev && prev != root)
954                 css_put(&prev->css);
955 }
956
957 /*
958  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
959  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
960  * be used for reference counting.
961  */
962 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
963         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
964              iter != NULL;                              \
965              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
966
967 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
968         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
969              iter != NULL;                              \
970              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
971
972 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
973 {
974         return (memcg == root_mem_cgroup);
975 }
976
977 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
978 {
979         struct mem_cgroup *memcg;
980
981         if (!mm)
982                 return;
983
984         rcu_read_lock();
985         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
986         if (unlikely(!memcg))
987                 goto out;
988
989         switch (idx) {
990         case PGFAULT:
991                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
992                 break;
993         case PGMAJFAULT:
994                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
995                 break;
996         default:
997                 BUG();
998         }
999 out:
1000         rcu_read_unlock();
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1003
1004 /**
1005  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1006  * @zone: zone of the wanted lruvec
1007  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1008  *
1009  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1010  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1011  * is disabled.
1012  */
1013 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1014                                       struct mem_cgroup *memcg)
1015 {
1016         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1017
1018         if (mem_cgroup_disabled())
1019                 return &zone->lruvec;
1020
1021         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1022         return &mz->lruvec;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1027  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1028  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1029  *
1030  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1031  * 1. charge
1032  * 2. moving account
1033  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1034  * It is added to LRU before charge.
1035  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1036  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1037  */
1038
1039 /**
1040  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1041  * @zone: zone of the page
1042  * @page: the page
1043  * @lru: current lru
1044  *
1045  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1046  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1047  *
1048  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1049  * the returned lruvec->lists[@lru].
1050  */
1051 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1052                                        enum lru_list lru)
1053 {
1054         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1055         struct mem_cgroup *memcg;
1056         struct page_cgroup *pc;
1057
1058         if (mem_cgroup_disabled())
1059                 return &zone->lruvec;
1060
1061         pc = lookup_page_cgroup(page);
1062         memcg = pc->mem_cgroup;
1063
1064         /*
1065          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1066          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1067          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1068          *
1069          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1070          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1071          * of pc->mem_cgroup safe.
1072          */
1073         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1074                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1075
1076         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1077         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1078         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1079         return &mz->lruvec;
1080 }
1081
1082 /**
1083  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1084  * @page: the page
1085  * @lru: target lru
1086  *
1087  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1088  *
1089  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1090  * @page->lru.
1091  */
1092 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1093 {
1094         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1095         struct mem_cgroup *memcg;
1096         struct page_cgroup *pc;
1097
1098         if (mem_cgroup_disabled())
1099                 return;
1100
1101         pc = lookup_page_cgroup(page);
1102         memcg = pc->mem_cgroup;
1103         VM_BUG_ON(!memcg);
1104         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1105         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1106         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1107         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1108 }
1109
1110 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1111 {
1112         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1113 }
1114
1115 /**
1116  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1117  * @zone: zone of the page
1118  * @page: the page
1119  * @from: current lru
1120  * @to: target lru
1121  *
1122  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1123  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1124  * @page is charged to.
1125  *
1126  * The callsite is then responsible for physically relinking
1127  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1128  */
1129 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1130                                          struct page *page,
1131                                          enum lru_list from,
1132                                          enum lru_list to)
1133 {
1134         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1135         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1136         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1141  * hierarchy subtree
1142  */
1143 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1144                 struct mem_cgroup *memcg)
1145 {
1146         if (root_memcg != memcg) {
1147                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1148                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1149         }
1150
1151         return true;
1152 }
1153
1154 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1155 {
1156         int ret;
1157         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1158         struct task_struct *p;
1159
1160         p = find_lock_task_mm(task);
1161         if (p) {
1162                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1163                 task_unlock(p);
1164         } else {
1165                 /*
1166                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1167                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1168                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1169                  */
1170                 task_lock(task);
1171                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1172                 if (curr)
1173                         css_get(&curr->css);
1174                 task_unlock(task);
1175         }
1176         if (!curr)
1177                 return 0;
1178         /*
1179          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1180          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1181          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1182          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1183          */
1184         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1185         css_put(&curr->css);
1186         return ret;
1187 }
1188
1189 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1190 {
1191         unsigned long inactive_ratio;
1192         int nid = zone_to_nid(zone);
1193         int zid = zone_idx(zone);
1194         unsigned long inactive;
1195         unsigned long active;
1196         unsigned long gb;
1197
1198         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1199                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1200         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1201                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1202
1203         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1204         if (gb)
1205                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1206         else
1207                 inactive_ratio = 1;
1208
1209         return inactive * inactive_ratio < active;
1210 }
1211
1212 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1213 {
1214         unsigned long active;
1215         unsigned long inactive;
1216         int zid = zone_idx(zone);
1217         int nid = zone_to_nid(zone);
1218
1219         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1220                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1221         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1222                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1223
1224         return (active > inactive);
1225 }
1226
1227 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1228                                                       struct zone *zone)
1229 {
1230         int nid = zone_to_nid(zone);
1231         int zid = zone_idx(zone);
1232         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1233
1234         return &mz->reclaim_stat;
1235 }
1236
1237 struct zone_reclaim_stat *
1238 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1239 {
1240         struct page_cgroup *pc;
1241         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1242
1243         if (mem_cgroup_disabled())
1244                 return NULL;
1245
1246         pc = lookup_page_cgroup(page);
1247         if (!PageCgroupUsed(pc))
1248                 return NULL;
1249         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1250         smp_rmb();
1251         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1252         return &mz->reclaim_stat;
1253 }
1254
1255 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1256         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1257
1258 /**
1259  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1260  * @mem: the memory cgroup
1261  *
1262  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1263  * pages.
1264  */
1265 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1266 {
1267         unsigned long long margin;
1268
1269         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1270         if (do_swap_account)
1271                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1272         return margin >> PAGE_SHIFT;
1273 }
1274
1275 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1276 {
1277         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1278
1279         /* root ? */
1280         if (cgrp->parent == NULL)
1281                 return vm_swappiness;
1282
1283         return memcg->swappiness;
1284 }
1285
1286 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1287 {
1288         int cpu;
1289
1290         get_online_cpus();
1291         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1292         for_each_online_cpu(cpu)
1293                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1294         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1295         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1296         put_online_cpus();
1297
1298         synchronize_rcu();
1299 }
1300
1301 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1302 {
1303         int cpu;
1304
1305         if (!memcg)
1306                 return;
1307         get_online_cpus();
1308         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1309         for_each_online_cpu(cpu)
1310                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1311         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1312         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1313         put_online_cpus();
1314 }
1315 /*
1316  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1317  *
1318  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1319  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1320  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1321  *
1322  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1323  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1324  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1325  */
1326
1327 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1328 {
1329         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1330         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1331 }
1332
1333 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         struct mem_cgroup *from;
1336         struct mem_cgroup *to;
1337         bool ret = false;
1338         /*
1339          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1340          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1341          */
1342         spin_lock(&mc.lock);
1343         from = mc.from;
1344         to = mc.to;
1345         if (!from)
1346                 goto unlock;
1347
1348         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1349                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1350 unlock:
1351         spin_unlock(&mc.lock);
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1358                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1359                         DEFINE_WAIT(wait);
1360                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1361                         /* moving charge context might have finished. */
1362                         if (mc.moving_task)
1363                                 schedule();
1364                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1365                         return true;
1366                 }
1367         }
1368         return false;
1369 }
1370
1371 /**
1372  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1373  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1374  * @p: Task that is going to be killed
1375  *
1376  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1377  * enabled
1378  */
1379 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1380 {
1381         struct cgroup *task_cgrp;
1382         struct cgroup *mem_cgrp;
1383         /*
1384          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1385          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1386          * If this assumption is broken, revisit this code.
1387          */
1388         static char memcg_name[PATH_MAX];
1389         int ret;
1390
1391         if (!memcg || !p)
1392                 return;
1393
1394
1395         rcu_read_lock();
1396
1397         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1398         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1399
1400         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1401         if (ret < 0) {
1402                 /*
1403                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1404                  * But we'll still print out the usage information
1405                  */
1406                 rcu_read_unlock();
1407                 goto done;
1408         }
1409         rcu_read_unlock();
1410
1411         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1412
1413         rcu_read_lock();
1414         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1415         if (ret < 0) {
1416                 rcu_read_unlock();
1417                 goto done;
1418         }
1419         rcu_read_unlock();
1420
1421         /*
1422          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1423          */
1424         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1425 done:
1426
1427         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1428                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1429                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1430                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1431         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1432                 "failcnt %llu\n",
1433                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1434                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1435                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1436 }
1437
1438 /*
1439  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1440  * 1(self count) if no children.
1441  */
1442 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1443 {
1444         int num = 0;
1445         struct mem_cgroup *iter;
1446
1447         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1448                 num++;
1449         return num;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1454  */
1455 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1456 {
1457         u64 limit;
1458         u64 memsw;
1459
1460         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1461         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1462
1463         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1464         /*
1465          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1466          * to this memcg, return that limit.
1467          */
1468         return min(limit, memsw);
1469 }
1470
1471 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1472                                         gfp_t gfp_mask,
1473                                         unsigned long flags)
1474 {
1475         unsigned long total = 0;
1476         bool noswap = false;
1477         int loop;
1478
1479         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1480                 noswap = true;
1481         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1482                 noswap = true;
1483
1484         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1485                 if (loop)
1486                         drain_all_stock_async(memcg);
1487                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1488                 /*
1489                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1490                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1491                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1492                  */
1493                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1494                         break;
1495                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1496                         break;
1497                 /*
1498                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1499                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1500                  */
1501                 if (loop && !total)
1502                         break;
1503         }
1504         return total;
1505 }
1506
1507 /**
1508  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1509  * @mem: the target memcg
1510  * @nid: the node ID to be checked.
1511  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1512  *
1513  * This function returns whether the specified memcg contains any
1514  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1515  * pages in the node.
1516  */
1517 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1518                 int nid, bool noswap)
1519 {
1520         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1521                 return true;
1522         if (noswap || !total_swap_pages)
1523                 return false;
1524         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1525                 return true;
1526         return false;
1527
1528 }
1529 #if MAX_NUMNODES > 1
1530
1531 /*
1532  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1533  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1534  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1535  *
1536  */
1537 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         int nid;
1540         /*
1541          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1542          * pagein/pageout changes since the last update.
1543          */
1544         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1545                 return;
1546         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1547                 return;
1548
1549         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1550         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1551
1552         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1553
1554                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1555                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1556         }
1557
1558         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1559         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1564  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1565  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1566  *
1567  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1568  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1569  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1570  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1571  *
1572  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1573  */
1574 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         int node;
1577
1578         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1579         node = memcg->last_scanned_node;
1580
1581         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1582         if (node == MAX_NUMNODES)
1583                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1584         /*
1585          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1586          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1587          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1588          * we use curret node.
1589          */
1590         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1591                 node = numa_node_id();
1592
1593         memcg->last_scanned_node = node;
1594         return node;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1599  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1600  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1601  * enough new information. We need to do double check.
1602  */
1603 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1604 {
1605         int nid;
1606
1607         /*
1608          * quick check...making use of scan_node.
1609          * We can skip unused nodes.
1610          */
1611         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1612                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1613                      nid < MAX_NUMNODES;
1614                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1615
1616                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1617                                 return true;
1618                 }
1619         }
1620         /*
1621          * Check rest of nodes.
1622          */
1623         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1624                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1625                         continue;
1626                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1627                         return true;
1628         }
1629         return false;
1630 }
1631
1632 #else
1633 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1634 {
1635         return 0;
1636 }
1637
1638 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1639 {
1640         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1641 }
1642 #endif
1643
1644 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1645                                    struct zone *zone,
1646                                    gfp_t gfp_mask,
1647                                    unsigned long *total_scanned)
1648 {
1649         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1650         int total = 0;
1651         int loop = 0;
1652         unsigned long excess;
1653         unsigned long nr_scanned;
1654         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1655                 .zone = zone,
1656                 .priority = 0,
1657         };
1658
1659         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1660
1661         while (1) {
1662                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1663                 if (!victim) {
1664                         loop++;
1665                         if (loop >= 2) {
1666                                 /*
1667                                  * If we have not been able to reclaim
1668                                  * anything, it might because there are
1669                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1670                                  */
1671                                 if (!total)
1672                                         break;
1673                                 /*
1674                                  * We want to do more targeted reclaim.
1675                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1676                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1677                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1678                                  */
1679                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1680                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1681                                         break;
1682                         }
1683                         continue;
1684                 }
1685                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1686                         continue;
1687                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1688                                                      zone, &nr_scanned);
1689                 *total_scanned += nr_scanned;
1690                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1691                         break;
1692         }
1693         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1694         return total;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1699  * If someone is running, return false.
1700  * Has to be called with memcg_oom_lock
1701  */
1702 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1703 {
1704         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1705
1706         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1707                 if (iter->oom_lock) {
1708                         /*
1709                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1710                          * so we cannot give a lock.
1711                          */
1712                         failed = iter;
1713                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1714                         break;
1715                 } else
1716                         iter->oom_lock = true;
1717         }
1718
1719         if (!failed)
1720                 return true;
1721
1722         /*
1723          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1724          * what we set up to the failing subtree
1725          */
1726         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1727                 if (iter == failed) {
1728                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1729                         break;
1730                 }
1731                 iter->oom_lock = false;
1732         }
1733         return false;
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Has to be called with memcg_oom_lock
1738  */
1739 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         struct mem_cgroup *iter;
1742
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1744                 iter->oom_lock = false;
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1749 {
1750         struct mem_cgroup *iter;
1751
1752         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1753                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1754 }
1755
1756 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1757 {
1758         struct mem_cgroup *iter;
1759
1760         /*
1761          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1762          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1763          * atomic_add_unless() here.
1764          */
1765         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1766                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1767 }
1768
1769 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1770 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1771
1772 struct oom_wait_info {
1773         struct mem_cgroup *memcg;
1774         wait_queue_t    wait;
1775 };
1776
1777 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1778         unsigned mode, int sync, void *arg)
1779 {
1780         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1781         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1782         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1783
1784         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1785         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1786
1787         /*
1788          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1789          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1790          */
1791         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1792                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1793                 return 0;
1794         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1795 }
1796
1797 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1798 {
1799         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1800         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1801 }
1802
1803 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1804 {
1805         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1806                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1807 }
1808
1809 /*
1810  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1811  */
1812 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1813 {
1814         struct oom_wait_info owait;
1815         bool locked, need_to_kill;
1816
1817         owait.memcg = memcg;
1818         owait.wait.flags = 0;
1819         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1820         owait.wait.private = current;
1821         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1822         need_to_kill = true;
1823         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1824
1825         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1826         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1827         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1828         /*
1829          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1830          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1831          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1832          */
1833         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1834         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1835                 need_to_kill = false;
1836         if (locked)
1837                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1838         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1839
1840         if (need_to_kill) {
1841                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1842                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1843         } else {
1844                 schedule();
1845                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1846         }
1847         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1848         if (locked)
1849                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1850         memcg_wakeup_oom(memcg);
1851         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1852
1853         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1854
1855         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1856                 return false;
1857         /* Give chance to dying process */
1858         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1859         return true;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1864  * generalized to update other statistics as well.
1865  *
1866  * Notes: Race condition
1867  *
1868  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1869  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1870  * to do so _always_.
1871  *
1872  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1873  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1874  * are no race with "charge".
1875  *
1876  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1877  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1878  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1879  * by flags.
1880  *
1881  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1882  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1883  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1884  */
1885
1886 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1887                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1888 {
1889         struct mem_cgroup *memcg;
1890         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1891         bool need_unlock = false;
1892         unsigned long uninitialized_var(flags);
1893
1894         if (mem_cgroup_disabled())
1895                 return;
1896
1897         rcu_read_lock();
1898         memcg = pc->mem_cgroup;
1899         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1900                 goto out;
1901         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1902         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg)) || PageTransHuge(page)) {
1903                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1904                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1905                 need_unlock = true;
1906                 memcg = pc->mem_cgroup;
1907                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1908                         goto out;
1909         }
1910
1911         switch (idx) {
1912         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1913                 if (val > 0)
1914                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1915                 else if (!page_mapped(page))
1916                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1917                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1918                 break;
1919         default:
1920                 BUG();
1921         }
1922
1923         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1924
1925 out:
1926         if (unlikely(need_unlock))
1927                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1928         rcu_read_unlock();
1929         return;
1930 }
1931 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
1932
1933 /*
1934  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1935  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1936  */
1937 #define CHARGE_BATCH    32U
1938 struct memcg_stock_pcp {
1939         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1940         unsigned int nr_pages;
1941         struct work_struct work;
1942         unsigned long flags;
1943 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1944 };
1945 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1946 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1947
1948 /*
1949  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1950  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1951  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1952  * refilled.
1953  */
1954 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
1955 {
1956         struct memcg_stock_pcp *stock;
1957         bool ret = true;
1958
1959         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1960         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
1961                 stock->nr_pages--;
1962         else /* need to call res_counter_charge */
1963                 ret = false;
1964         put_cpu_var(memcg_stock);
1965         return ret;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
1970  */
1971 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1972 {
1973         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1974
1975         if (stock->nr_pages) {
1976                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
1977
1978                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
1979                 if (do_swap_account)
1980                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
1981                 stock->nr_pages = 0;
1982         }
1983         stock->cached = NULL;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1988  * a thread which is pinned to local cpu.
1989  */
1990 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1991 {
1992         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
1993         drain_stock(stock);
1994         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
1999  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2000  */
2001 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2002 {
2003         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2004
2005         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2006                 drain_stock(stock);
2007                 stock->cached = memcg;
2008         }
2009         stock->nr_pages += nr_pages;
2010         put_cpu_var(memcg_stock);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2015  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2016  * until the work is done.
2017  */
2018 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2019 {
2020         int cpu, curcpu;
2021
2022         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2023         get_online_cpus();
2024         curcpu = get_cpu();
2025         for_each_online_cpu(cpu) {
2026                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2027                 struct mem_cgroup *memcg;
2028
2029                 memcg = stock->cached;
2030                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2031                         continue;
2032                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2033                         continue;
2034                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2035                         if (cpu == curcpu)
2036                                 drain_local_stock(&stock->work);
2037                         else
2038                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2039                 }
2040         }
2041         put_cpu();
2042
2043         if (!sync)
2044                 goto out;
2045
2046         for_each_online_cpu(cpu) {
2047                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2048                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2049                         flush_work(&stock->work);
2050         }
2051 out:
2052         put_online_cpus();
2053 }
2054
2055 /*
2056  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2057  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2058  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2059  * it.
2060  */
2061 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2062 {
2063         /*
2064          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2065          */
2066         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2067                 return;
2068         drain_all_stock(root_memcg, false);
2069         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2070 }
2071
2072 /* This is a synchronous drain interface. */
2073 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2074 {
2075         /* called when force_empty is called */
2076         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2077         drain_all_stock(root_memcg, true);
2078         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2079 }
2080
2081 /*
2082  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2083  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2084  */
2085 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2086 {
2087         int i;
2088
2089         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2090         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2091                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2092
2093                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2094                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2095         }
2096         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2097                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2098
2099                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2100                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2101         }
2102         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2103         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2104         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2105 }
2106
2107 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2108 {
2109         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2110
2111         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2112         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2113         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2114 }
2115
2116 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2117                                         unsigned long action,
2118                                         void *hcpu)
2119 {
2120         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2121         struct memcg_stock_pcp *stock;
2122         struct mem_cgroup *iter;
2123
2124         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2125                 for_each_mem_cgroup(iter)
2126                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2127                 return NOTIFY_OK;
2128         }
2129
2130         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2131                 return NOTIFY_OK;
2132
2133         for_each_mem_cgroup(iter)
2134                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2135
2136         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2137         drain_stock(stock);
2138         return NOTIFY_OK;
2139 }
2140
2141
2142 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2143 enum {
2144         CHARGE_OK,              /* success */
2145         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2146         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2147         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2148         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2149 };
2150
2151 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2152                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2153 {
2154         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2155         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2156         struct res_counter *fail_res;
2157         unsigned long flags = 0;
2158         int ret;
2159
2160         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2161
2162         if (likely(!ret)) {
2163                 if (!do_swap_account)
2164                         return CHARGE_OK;
2165                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2166                 if (likely(!ret))
2167                         return CHARGE_OK;
2168
2169                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2170                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2171                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2172         } else
2173                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2174         /*
2175          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2176          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2177          *
2178          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2179          * single page instead.
2180          */
2181         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2182                 return CHARGE_RETRY;
2183
2184         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2185                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2186
2187         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2188         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2189                 return CHARGE_RETRY;
2190         /*
2191          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2192          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2193          * before killing the task.
2194          *
2195          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2196          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2197          * to regular pages anyway in case of failure.
2198          */
2199         if (nr_pages == 1 && ret)
2200                 return CHARGE_RETRY;
2201
2202         /*
2203          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2204          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2205          */
2206         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2207                 return CHARGE_RETRY;
2208
2209         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2210         if (!oom_check)
2211                 return CHARGE_NOMEM;
2212         /* check OOM */
2213         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2214                 return CHARGE_OOM_DIE;
2215
2216         return CHARGE_RETRY;
2217 }
2218
2219 /*
2220  * __mem_cgroup_try_charge() does
2221  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2222  * 2. update res_counter
2223  * 3. call memory reclaim if necessary.
2224  *
2225  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2226  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2227  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2228  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2229  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2230  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2231  *
2232  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2233  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2234  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2235  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2236  *
2237  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2238  * the oom-killer can be invoked.
2239  */
2240 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2241                                    gfp_t gfp_mask,
2242                                    unsigned int nr_pages,
2243                                    struct mem_cgroup **ptr,
2244                                    bool oom)
2245 {
2246         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2247         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2248         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2249         int ret;
2250
2251         /*
2252          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2253          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2254          * MEMDIE process.
2255          */
2256         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2257                      || fatal_signal_pending(current)))
2258                 goto bypass;
2259
2260         /*
2261          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2262          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2263          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2264          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2265          */
2266         if (!*ptr && !mm)
2267                 *ptr = root_mem_cgroup;
2268 again:
2269         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2270                 memcg = *ptr;
2271                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2272                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2273                         goto done;
2274                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2275                         goto done;
2276                 css_get(&memcg->css);
2277         } else {
2278                 struct task_struct *p;
2279
2280                 rcu_read_lock();
2281                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2282                 /*
2283                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2284                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2285                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2286                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2287                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2288                  * small race, here.
2289                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2290                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2291                  */
2292                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2293                 if (!memcg)
2294                         memcg = root_mem_cgroup;
2295                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2296                         rcu_read_unlock();
2297                         goto done;
2298                 }
2299                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2300                         /*
2301                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2302                          * But considering how consume_stok works, it's not
2303                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2304                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2305                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2306                          * calling consume_stock().
2307                          */
2308                         rcu_read_unlock();
2309                         goto done;
2310                 }
2311                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2312                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2313                         rcu_read_unlock();
2314                         goto again;
2315                 }
2316                 rcu_read_unlock();
2317         }
2318
2319         do {
2320                 bool oom_check;
2321
2322                 /* If killed, bypass charge */
2323                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2324                         css_put(&memcg->css);
2325                         goto bypass;
2326                 }
2327
2328                 oom_check = false;
2329                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2330                         oom_check = true;
2331                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2332                 }
2333
2334                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2335                 switch (ret) {
2336                 case CHARGE_OK:
2337                         break;
2338                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2339                         batch = nr_pages;
2340                         css_put(&memcg->css);
2341                         memcg = NULL;
2342                         goto again;
2343                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2344                         css_put(&memcg->css);
2345                         goto nomem;
2346                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2347                         if (!oom) {
2348                                 css_put(&memcg->css);
2349                                 goto nomem;
2350                         }
2351                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2352                         nr_oom_retries--;
2353                         break;
2354                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2355                         css_put(&memcg->css);
2356                         goto bypass;
2357                 }
2358         } while (ret != CHARGE_OK);
2359
2360         if (batch > nr_pages)
2361                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2362         css_put(&memcg->css);
2363 done:
2364         *ptr = memcg;
2365         return 0;
2366 nomem:
2367         *ptr = NULL;
2368         return -ENOMEM;
2369 bypass:
2370         *ptr = root_mem_cgroup;
2371         return -EINTR;
2372 }
2373
2374 /*
2375  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2376  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2377  * gotten by try_charge().
2378  */
2379 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2380                                        unsigned int nr_pages)
2381 {
2382         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2383                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2384
2385                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2386                 if (do_swap_account)
2387                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2388         }
2389 }
2390
2391 /*
2392  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2393  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2394  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2395  * memcg.)
2396  */
2397 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2398 {
2399         struct cgroup_subsys_state *css;
2400
2401         /* ID 0 is unused ID */
2402         if (!id)
2403                 return NULL;
2404         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2405         if (!css)
2406                 return NULL;
2407         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2408 }
2409
2410 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2411 {
2412         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2413         struct page_cgroup *pc;
2414         unsigned short id;
2415         swp_entry_t ent;
2416
2417         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2418
2419         pc = lookup_page_cgroup(page);
2420         lock_page_cgroup(pc);
2421         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2422                 memcg = pc->mem_cgroup;
2423                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2424                         memcg = NULL;
2425         } else if (PageSwapCache(page)) {
2426                 ent.val = page_private(page);
2427                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2428                 rcu_read_lock();
2429                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2430                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2431                         memcg = NULL;
2432                 rcu_read_unlock();
2433         }
2434         unlock_page_cgroup(pc);
2435         return memcg;
2436 }
2437
2438 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2439                                        struct page *page,
2440                                        unsigned int nr_pages,
2441                                        struct page_cgroup *pc,
2442                                        enum charge_type ctype,
2443                                        bool lrucare)
2444 {
2445         struct zone *uninitialized_var(zone);
2446         bool was_on_lru = false;
2447
2448         lock_page_cgroup(pc);
2449         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2450                 unlock_page_cgroup(pc);
2451                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2452                 return;
2453         }
2454         /*
2455          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2456          * accessed by any other context at this point.
2457          */
2458
2459         /*
2460          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2461          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2462          */
2463         if (lrucare) {
2464                 zone = page_zone(page);
2465                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2466                 if (PageLRU(page)) {
2467                         ClearPageLRU(page);
2468                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2469                         was_on_lru = true;
2470                 }
2471         }
2472
2473         pc->mem_cgroup = memcg;
2474         /*
2475          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2476          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2477          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2478          * before USED bit, we need memory barrier here.
2479          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2480          */
2481         smp_wmb();
2482         switch (ctype) {
2483         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2484         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2485                 SetPageCgroupCache(pc);
2486                 SetPageCgroupUsed(pc);
2487                 break;
2488         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2489                 ClearPageCgroupCache(pc);
2490                 SetPageCgroupUsed(pc);
2491                 break;
2492         default:
2493                 break;
2494         }
2495
2496         if (lrucare) {
2497                 if (was_on_lru) {
2498                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2499                         SetPageLRU(page);
2500                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2501                 }
2502                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2503         }
2504
2505         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2506         unlock_page_cgroup(pc);
2507
2508         /*
2509          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2510          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2511          * if they exceeds softlimit.
2512          */
2513         memcg_check_events(memcg, page);
2514 }
2515
2516 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2517
2518 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2519                         (1 << PCG_MIGRATION))
2520 /*
2521  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2522  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2523  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2524  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2525  */
2526 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2527 {
2528         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2529         struct page_cgroup *pc;
2530         int i;
2531
2532         if (mem_cgroup_disabled())
2533                 return;
2534         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2535                 pc = head_pc + i;
2536                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2537                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2538                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2539         }
2540 }
2541 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2542
2543 /**
2544  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2545  * @page: the page
2546  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2547  * @pc: page_cgroup of the page.
2548  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2549  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2550  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2551  *
2552  * The caller must confirm following.
2553  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2554  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2555  *
2556  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2557  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2558  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2559  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2560  */
2561 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2562                                    unsigned int nr_pages,
2563                                    struct page_cgroup *pc,
2564                                    struct mem_cgroup *from,
2565                                    struct mem_cgroup *to,
2566                                    bool uncharge)
2567 {
2568         unsigned long flags;
2569         int ret;
2570
2571         VM_BUG_ON(from == to);
2572         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2573         /*
2574          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2575          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2576          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2577          * hold it.
2578          */
2579         ret = -EBUSY;
2580         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2581                 goto out;
2582
2583         lock_page_cgroup(pc);
2584
2585         ret = -EINVAL;
2586         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2587                 goto unlock;
2588
2589         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2590
2591         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2592                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2593                 preempt_disable();
2594                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2595                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2596                 preempt_enable();
2597         }
2598         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2599         if (uncharge)
2600                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2601                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2602
2603         /* caller should have done css_get */
2604         pc->mem_cgroup = to;
2605         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2606         /*
2607          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2608          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2609          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2610          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2611          * status here.
2612          */
2613         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2614         ret = 0;
2615 unlock:
2616         unlock_page_cgroup(pc);
2617         /*
2618          * check events
2619          */
2620         memcg_check_events(to, page);
2621         memcg_check_events(from, page);
2622 out:
2623         return ret;
2624 }
2625
2626 /*
2627  * move charges to its parent.
2628  */
2629
2630 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2631                                   struct page_cgroup *pc,
2632                                   struct mem_cgroup *child,
2633                                   gfp_t gfp_mask)
2634 {
2635         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2636         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2637         struct mem_cgroup *parent;
2638         unsigned int nr_pages;
2639         unsigned long uninitialized_var(flags);
2640         int ret;
2641
2642         /* Is ROOT ? */
2643         if (!pcg)
2644                 return -EINVAL;
2645
2646         ret = -EBUSY;
2647         if (!get_page_unless_zero(page))
2648                 goto out;
2649         if (isolate_lru_page(page))
2650                 goto put;
2651
2652         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2653
2654         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2655         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2656         if (ret)
2657                 goto put_back;
2658
2659         if (nr_pages > 1)
2660                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2661
2662         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2663         if (ret)
2664                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2665
2666         if (nr_pages > 1)
2667                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2668 put_back:
2669         putback_lru_page(page);
2670 put:
2671         put_page(page);
2672 out:
2673         return ret;
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Charge the memory controller for page usage.
2678  * Return
2679  * 0 if the charge was successful
2680  * < 0 if the cgroup is over its limit
2681  */
2682 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2683                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2684 {
2685         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2686         unsigned int nr_pages = 1;
2687         struct page_cgroup *pc;
2688         bool oom = true;
2689         int ret;
2690
2691         if (PageTransHuge(page)) {
2692                 nr_pages <<= compound_order(page);
2693                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2694                 /*
2695                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2696                  * fault handler will fall back to regular pages.
2697                  */
2698                 oom = false;
2699         }
2700
2701         pc = lookup_page_cgroup(page);
2702         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2703         if (ret == -ENOMEM)
2704                 return ret;
2705         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype, false);
2706         return 0;
2707 }
2708
2709 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2710                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2711 {
2712         if (mem_cgroup_disabled())
2713                 return 0;
2714         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2715         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2716         VM_BUG_ON(!mm);
2717         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2718                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2719 }
2720
2721 static void
2722 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2723                                         enum charge_type ctype);
2724
2725 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2726                                 gfp_t gfp_mask)
2727 {
2728         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2729         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2730         int ret;
2731
2732         if (mem_cgroup_disabled())
2733                 return 0;
2734         if (PageCompound(page))
2735                 return 0;
2736
2737         if (unlikely(!mm))
2738                 mm = &init_mm;
2739         if (!page_is_file_cache(page))
2740                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2741
2742         if (!PageSwapCache(page))
2743                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2744         else { /* page is swapcache/shmem */
2745                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2746                 if (!ret)
2747                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2748         }
2749         return ret;
2750 }
2751
2752 /*
2753  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2754  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2755  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2756  * "commit()" or removed by "cancel()"
2757  */
2758 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2759                                  struct page *page,
2760                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2761 {
2762         struct mem_cgroup *memcg;
2763         int ret;
2764
2765         *memcgp = NULL;
2766
2767         if (mem_cgroup_disabled())
2768                 return 0;
2769
2770         if (!do_swap_account)
2771                 goto charge_cur_mm;
2772         /*
2773          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2774          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2775          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2776          * KSM case which does need to charge the page.
2777          */
2778         if (!PageSwapCache(page))
2779                 goto charge_cur_mm;
2780         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2781         if (!memcg)
2782                 goto charge_cur_mm;
2783         *memcgp = memcg;
2784         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2785         css_put(&memcg->css);
2786         if (ret == -EINTR)
2787                 ret = 0;
2788         return ret;
2789 charge_cur_mm:
2790         if (unlikely(!mm))
2791                 mm = &init_mm;
2792         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2793         if (ret == -EINTR)
2794                 ret = 0;
2795         return ret;
2796 }
2797
2798 static void
2799 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2800                                         enum charge_type ctype)
2801 {
2802         struct page_cgroup *pc;
2803
2804         if (mem_cgroup_disabled())
2805                 return;
2806         if (!memcg)
2807                 return;
2808         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2809
2810         pc = lookup_page_cgroup(page);
2811         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype, true);
2812         /*
2813          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2814          * counted both as mem and swap....double count.
2815          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2816          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2817          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2818          */
2819         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2820                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2821                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2822                 unsigned short id;
2823
2824                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2825                 rcu_read_lock();
2826                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2827                 if (swap_memcg) {
2828                         /*
2829                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2830                          * calling css_tryget
2831                          */
2832                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2833                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2834                                                      PAGE_SIZE);
2835                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2836                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2837                 }
2838                 rcu_read_unlock();
2839         }
2840         /*
2841          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2842          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2843          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2844          */
2845         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2846 }
2847
2848 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2849                                      struct mem_cgroup *memcg)
2850 {
2851         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2852                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2853 }
2854
2855 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2856 {
2857         if (mem_cgroup_disabled())
2858                 return;
2859         if (!memcg)
2860                 return;
2861         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2862 }
2863
2864 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2865                                    unsigned int nr_pages,
2866                                    const enum charge_type ctype)
2867 {
2868         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2869         bool uncharge_memsw = true;
2870
2871         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2872         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2873                 uncharge_memsw = false;
2874
2875         batch = &current->memcg_batch;
2876         /*
2877          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2878          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2879          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2880          */
2881         if (!batch->memcg)
2882                 batch->memcg = memcg;
2883         /*
2884          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2885          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2886          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2887          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2888          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2889          */
2890
2891         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2892                 goto direct_uncharge;
2893
2894         if (nr_pages > 1)
2895                 goto direct_uncharge;
2896
2897         /*
2898          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2899          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2900          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2901          */
2902         if (batch->memcg != memcg)
2903                 goto direct_uncharge;
2904         /* remember freed charge and uncharge it later */
2905         batch->nr_pages++;
2906         if (uncharge_memsw)
2907                 batch->memsw_nr_pages++;
2908         return;
2909 direct_uncharge:
2910         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2911         if (uncharge_memsw)
2912                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2913         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2914                 memcg_oom_recover(memcg);
2915         return;
2916 }
2917
2918 /*
2919  * uncharge if !page_mapped(page)
2920  */
2921 static struct mem_cgroup *
2922 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2923 {
2924         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2925         unsigned int nr_pages = 1;
2926         struct page_cgroup *pc;
2927
2928         if (mem_cgroup_disabled())
2929                 return NULL;
2930
2931         if (PageSwapCache(page))
2932                 return NULL;
2933
2934         if (PageTransHuge(page)) {
2935                 nr_pages <<= compound_order(page);
2936                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2937         }
2938         /*
2939          * Check if our page_cgroup is valid
2940          */
2941         pc = lookup_page_cgroup(page);
2942         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2943                 return NULL;
2944
2945         lock_page_cgroup(pc);
2946
2947         memcg = pc->mem_cgroup;
2948
2949         if (!PageCgroupUsed(pc))
2950                 goto unlock_out;
2951
2952         switch (ctype) {
2953         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2954         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2955                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2956                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2957                         goto unlock_out;
2958                 break;
2959         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2960                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2961                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2962                                 goto unlock_out;
2963                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2964                                 goto unlock_out;
2965                 break;
2966         default:
2967                 break;
2968         }
2969
2970         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2971
2972         ClearPageCgroupUsed(pc);
2973         /*
2974          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2975          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2976          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2977          * special functions.
2978          */
2979
2980         unlock_page_cgroup(pc);
2981         /*
2982          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2983          * will never be freed.
2984          */
2985         memcg_check_events(memcg, page);
2986         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2987                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
2988                 mem_cgroup_get(memcg);
2989         }
2990         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2991                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
2992
2993         return memcg;
2994
2995 unlock_out:
2996         unlock_page_cgroup(pc);
2997         return NULL;
2998 }
2999
3000 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3001 {
3002         /* early check. */
3003         if (page_mapped(page))
3004                 return;
3005         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3006         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3007 }
3008
3009 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3010 {
3011         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3012         VM_BUG_ON(page->mapping);
3013         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3018  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3019  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3020  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3021  * This may be called prural(2) times in a context,
3022  */
3023
3024 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3025 {
3026         current->memcg_batch.do_batch++;
3027         /* We can do nest. */
3028         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3029                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3030                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3031                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3032         }
3033 }
3034
3035 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3036 {
3037         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3038
3039         if (!batch->do_batch)
3040                 return;
3041
3042         batch->do_batch--;
3043         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3044                 return;
3045
3046         if (!batch->memcg)
3047                 return;
3048         /*
3049          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3050          * bacause we hide charges behind us.
3051          */
3052         if (batch->nr_pages)
3053                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3054                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3055         if (batch->memsw_nr_pages)
3056                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3057                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3058         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3059         /* forget this pointer (for sanity check) */
3060         batch->memcg = NULL;
3061 }
3062
3063 #ifdef CONFIG_SWAP
3064 /*
3065  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3066  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3067  */
3068 void
3069 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3070 {
3071         struct mem_cgroup *memcg;
3072         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3073
3074         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3075                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3076
3077         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3078
3079         /*
3080          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3081          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3082          */
3083         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3084                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3085 }
3086 #endif
3087
3088 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3089 /*
3090  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3091  * uncharge "memsw" account.
3092  */
3093 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3094 {
3095         struct mem_cgroup *memcg;
3096         unsigned short id;
3097
3098         if (!do_swap_account)
3099                 return;
3100
3101         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3102         rcu_read_lock();
3103         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3104         if (memcg) {
3105                 /*
3106                  * We uncharge this because swap is freed.
3107                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3108                  */
3109                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3110                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3111                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3112                 mem_cgroup_put(memcg);
3113         }
3114         rcu_read_unlock();
3115 }
3116
3117 /**
3118  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3119  * @entry: swap entry to be moved
3120  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3121  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3122  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3123  *
3124  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3125  * as the mem_cgroup's id of @from.
3126  *
3127  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3128  *
3129  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3130  * both res and memsw, and called css_get().
3131  */
3132 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3133                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3134 {
3135         unsigned short old_id, new_id;
3136
3137         old_id = css_id(&from->css);
3138         new_id = css_id(&to->css);
3139
3140         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3141                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3142                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3143                 /*
3144                  * This function is only called from task migration context now.
3145                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3146                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3147                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3148                  * because if the process that has been moved to @to does
3149                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3150                  */
3151                 mem_cgroup_get(to);
3152                 if (need_fixup) {
3153                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3154                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3155                         mem_cgroup_put(from);
3156                         /*
3157                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3158                          * uncharge to->res.
3159                          */
3160                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3161                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3162                 }
3163                 return 0;
3164         }
3165         return -EINVAL;
3166 }
3167 #else
3168 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3169                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3170 {
3171         return -EINVAL;
3172 }
3173 #endif
3174
3175 /*
3176  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3177  * page belongs to.
3178  */
3179 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3180         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3181 {
3182         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3183         struct page_cgroup *pc;
3184         enum charge_type ctype;
3185         int ret = 0;
3186
3187         *memcgp = NULL;
3188
3189         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3190         if (mem_cgroup_disabled())
3191                 return 0;
3192
3193         pc = lookup_page_cgroup(page);
3194         lock_page_cgroup(pc);
3195         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3196                 memcg = pc->mem_cgroup;
3197                 css_get(&memcg->css);
3198                 /*
3199                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3200                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3201                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3202                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3203                  * until end_migration() is called
3204                  *
3205                  * Corner Case Thinking
3206                  * A)
3207                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3208                  * while migration was ongoing.
3209                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3210                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3211                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3212                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3213                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3214                  *
3215                  * B)
3216                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3217                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3218                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3219                  * without charging it again.
3220                  *
3221                  * C)
3222                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3223                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3224                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3225                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3226                  */
3227                 if (PageAnon(page))
3228                         SetPageCgroupMigration(pc);
3229         }
3230         unlock_page_cgroup(pc);
3231         /*
3232          * If the page is not charged at this point,
3233          * we return here.
3234          */
3235         if (!memcg)
3236                 return 0;
3237
3238         *memcgp = memcg;
3239         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3240         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3241         if (ret) {
3242                 if (PageAnon(page)) {
3243                         lock_page_cgroup(pc);
3244                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3245                         unlock_page_cgroup(pc);
3246                         /*
3247                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3248                          */
3249                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3250                 }
3251                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3252                 return -ENOMEM;
3253         }
3254         /*
3255          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3256          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3257          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3258          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3259          */
3260         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3261         if (PageAnon(page))
3262                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3263         else if (page_is_file_cache(page))
3264                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3265         else
3266                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3267         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, ctype, false);
3268         return ret;
3269 }
3270
3271 /* remove redundant charge if migration failed*/
3272 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3273         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3274 {
3275         struct page *used, *unused;
3276         struct page_cgroup *pc;
3277
3278         if (!memcg)
3279                 return;
3280         /* blocks rmdir() */
3281         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3282         if (!migration_ok) {
3283                 used = oldpage;
3284                 unused = newpage;
3285         } else {
3286                 used = newpage;
3287                 unused = oldpage;
3288         }
3289         /*
3290          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3291          * of the page goes down to zero, temporarly.
3292          * Clear the flag and check the page should be charged.
3293          */
3294         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3295         lock_page_cgroup(pc);
3296         ClearPageCgroupMigration(pc);
3297         unlock_page_cgroup(pc);
3298
3299         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3300
3301         /*
3302          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3303          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3304          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3305          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3306          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3307          * check. (see prepare_charge() also)
3308          */
3309         if (PageAnon(used))
3310                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3311         /*
3312          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3313          * tasks.
3314          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3315          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3316          */
3317         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3318 }
3319
3320 /*
3321  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3322  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3323  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3324  */
3325 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3326                                   struct page *newpage)
3327 {
3328         struct mem_cgroup *memcg;
3329         struct page_cgroup *pc;
3330         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3331
3332         if (mem_cgroup_disabled())
3333                 return;
3334
3335         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3336         /* fix accounting on old pages */
3337         lock_page_cgroup(pc);
3338         memcg = pc->mem_cgroup;
3339         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3340         ClearPageCgroupUsed(pc);
3341         unlock_page_cgroup(pc);
3342
3343         if (PageSwapBacked(oldpage))
3344                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3345
3346         /*
3347          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3348          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3349          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3350          */
3351         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type, true);
3352 }
3353
3354 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3355 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3356 {
3357         struct page_cgroup *pc;
3358
3359         pc = lookup_page_cgroup(page);
3360         /*
3361          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3362          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3363          * or when mem_cgroup_disabled().
3364          */
3365         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3366                 return pc;
3367         return NULL;
3368 }
3369
3370 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3371 {
3372         if (mem_cgroup_disabled())
3373                 return false;
3374
3375         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3376 }
3377
3378 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3379 {
3380         struct page_cgroup *pc;
3381
3382         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3383         if (pc) {
3384                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3385                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3386         }
3387 }
3388 #endif
3389
3390 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3391
3392 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3393                                 unsigned long long val)
3394 {
3395         int retry_count;
3396         u64 memswlimit, memlimit;
3397         int ret = 0;
3398         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3399         u64 curusage, oldusage;
3400         int enlarge;
3401
3402         /*
3403          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3404          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3405          * of # of children which we should visit in this loop.
3406          */
3407         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3408
3409         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3410
3411         enlarge = 0;
3412         while (retry_count) {
3413                 if (signal_pending(current)) {
3414                         ret = -EINTR;
3415                         break;
3416                 }
3417                 /*
3418                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3419                  * open coded manner. You see what this really does.
3420                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3421                  */
3422                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3423                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3424                 if (memswlimit < val) {
3425                         ret = -EINVAL;
3426                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3427                         break;
3428                 }
3429
3430                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3431                 if (memlimit < val)
3432                         enlarge = 1;
3433
3434                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3435                 if (!ret) {
3436                         if (memswlimit == val)
3437                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3438                         else
3439                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3440                 }
3441                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3442
3443                 if (!ret)
3444                         break;
3445
3446                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3447                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3448                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3449                 /* Usage is reduced ? */
3450                 if (curusage >= oldusage)
3451                         retry_count--;
3452                 else
3453                         oldusage = curusage;
3454         }
3455         if (!ret && enlarge)
3456                 memcg_oom_recover(memcg);
3457
3458         return ret;
3459 }
3460
3461 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3462                                         unsigned long long val)
3463 {
3464         int retry_count;
3465         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3466         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3467         int ret = -EBUSY;
3468         int enlarge = 0;
3469
3470         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3471         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3472         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3473         while (retry_count) {
3474                 if (signal_pending(current)) {
3475                         ret = -EINTR;
3476                         break;
3477                 }
3478                 /*
3479                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3480                  * open coded manner. You see what this really does.
3481                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3482                  */
3483                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3484                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3485                 if (memlimit > val) {
3486                         ret = -EINVAL;
3487                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3488                         break;
3489                 }
3490                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3491                 if (memswlimit < val)
3492                         enlarge = 1;
3493                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3494                 if (!ret) {
3495                         if (memlimit == val)
3496                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3497                         else
3498                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3499                 }
3500                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3501
3502                 if (!ret)
3503                         break;
3504
3505                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3506                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3507                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3508                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3509                 /* Usage is reduced ? */
3510                 if (curusage >= oldusage)
3511                         retry_count--;
3512                 else
3513                         oldusage = curusage;
3514         }
3515         if (!ret && enlarge)
3516                 memcg_oom_recover(memcg);
3517         return ret;
3518 }
3519
3520 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3521                                             gfp_t gfp_mask,
3522                                             unsigned long *total_scanned)
3523 {
3524         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3525         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3526         unsigned long reclaimed;
3527         int loop = 0;
3528         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3529         unsigned long long excess;
3530         unsigned long nr_scanned;
3531
3532         if (order > 0)
3533                 return 0;
3534
3535         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3536         /*
3537          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3538          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3539          * pressure
3540          */
3541         do {
3542                 if (next_mz)
3543                         mz = next_mz;
3544                 else
3545                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3546                 if (!mz)
3547                         break;
3548
3549                 nr_scanned = 0;
3550                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3551                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3552                 nr_reclaimed += reclaimed;
3553                 *total_scanned += nr_scanned;
3554                 spin_lock(&mctz->lock);
3555
3556                 /*
3557                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3558                  * it is time to move on to the next cgroup
3559                  */
3560                 next_mz = NULL;
3561                 if (!reclaimed) {
3562                         do {
3563                                 /*
3564                                  * Loop until we find yet another one.
3565                                  *
3566                                  * By the time we get the soft_limit lock
3567                                  * again, someone might have aded the
3568                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3569                                  * make sure we get a different mem.
3570                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3571                                  * NULL if no other cgroup is present on
3572                                  * the tree
3573                                  */
3574                                 next_mz =
3575                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3576                                 if (next_mz == mz)
3577                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3578                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3579                                         break;
3580                         } while (1);
3581                 }
3582                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3583                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3584                 /*
3585                  * One school of thought says that we should not add
3586                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3587                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3588                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3589                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3590                  * term TODO.
3591                  */
3592                 /* If excess == 0, no tree ops */
3593                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3594                 spin_unlock(&mctz->lock);
3595                 css_put(&mz->memcg->css);
3596                 loop++;
3597                 /*
3598                  * Could not reclaim anything and there are no more
3599                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3600                  * reclaiming anything.
3601                  */
3602                 if (!nr_reclaimed &&
3603                         (next_mz == NULL ||
3604                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3605                         break;
3606         } while (!nr_reclaimed);
3607         if (next_mz)
3608                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3609         return nr_reclaimed;
3610 }
3611
3612 /*
3613  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3614  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3615  */
3616 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3617                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3618 {
3619         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3620         unsigned long flags, loop;
3621         struct list_head *list;
3622         struct page *busy;
3623         struct zone *zone;
3624         int ret = 0;
3625
3626         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3627         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3628         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3629
3630         loop = mz->lru_size[lru];
3631         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3632         loop += 256;
3633         busy = NULL;
3634         while (loop--) {
3635                 struct page_cgroup *pc;
3636                 struct page *page;
3637
3638                 ret = 0;
3639                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3640                 if (list_empty(list)) {
3641                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3642                         break;
3643                 }
3644                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3645                 if (busy == page) {
3646                         list_move(&page->lru, list);
3647                         busy = NULL;
3648                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3649                         continue;
3650                 }
3651                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3652
3653                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3654
3655                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3656                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3657                         break;
3658
3659                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3660                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3661                         busy = page;
3662                         cond_resched();
3663                 } else
3664                         busy = NULL;
3665         }
3666
3667         if (!ret && !list_empty(list))
3668                 return -EBUSY;
3669         return ret;
3670 }
3671
3672 /*
3673  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3674  * This enables deleting this mem_cgroup.
3675  */
3676 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3677 {
3678         int ret;
3679         int node, zid, shrink;
3680         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3681         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3682
3683         css_get(&memcg->css);
3684
3685         shrink = 0;
3686         /* should free all ? */
3687         if (free_all)
3688                 goto try_to_free;
3689 move_account:
3690         do {
3691                 ret = -EBUSY;
3692                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3693                         goto out;
3694                 ret = -EINTR;
3695                 if (signal_pending(current))
3696                         goto out;
3697                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3698                 lru_add_drain_all();
3699                 drain_all_stock_sync(memcg);
3700                 ret = 0;
3701                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3702                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3703                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3704                                 enum lru_list lru;
3705                                 for_each_lru(lru) {
3706                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3707                                                         node, zid, lru);
3708                                         if (ret)
3709                                                 break;
3710                                 }
3711                         }
3712                         if (ret)
3713                                 break;
3714                 }
3715                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3716                 memcg_oom_recover(memcg);
3717                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3718                 if (ret == -ENOMEM)
3719                         goto try_to_free;
3720                 cond_resched();
3721         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3722         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3723 out:
3724         css_put(&memcg->css);
3725         return ret;
3726
3727 try_to_free:
3728         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3729         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3730                 ret = -EBUSY;
3731                 goto out;
3732         }
3733         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3734         lru_add_drain_all();
3735         /* try to free all pages in this cgroup */
3736         shrink = 1;
3737         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3738                 int progress;
3739
3740                 if (signal_pending(current)) {
3741                         ret = -EINTR;
3742                         goto out;
3743                 }
3744                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3745                                                 false);
3746                 if (!progress) {
3747                         nr_retries--;
3748                         /* maybe some writeback is necessary */
3749                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3750                 }
3751
3752         }
3753         lru_add_drain();
3754         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3755         goto move_account;
3756 }
3757
3758 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3759 {
3760         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3761 }
3762
3763
3764 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3765 {
3766         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3767 }
3768
3769 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3770                                         u64 val)
3771 {
3772         int retval = 0;
3773         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3774         struct cgroup *parent = cont->parent;
3775         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3776
3777         if (parent)
3778                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3779
3780         cgroup_lock();
3781         /*
3782          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3783          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3784          * occur, provided the current cgroup has no children.
3785          *
3786          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3787          * set if there are no children.
3788          */
3789         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3790                                 (val == 1 || val == 0)) {
3791                 if (list_empty(&cont->children))
3792                         memcg->use_hierarchy = val;
3793                 else
3794                         retval = -EBUSY;
3795         } else
3796                 retval = -EINVAL;
3797         cgroup_unlock();
3798
3799         return retval;
3800 }
3801
3802
3803 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3804                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3805 {
3806         struct mem_cgroup *iter;
3807         long val = 0;
3808
3809         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3810         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3811                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3812
3813         if (val < 0) /* race ? */
3814                 val = 0;
3815         return val;
3816 }
3817
3818 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3819 {
3820         u64 val;
3821
3822         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3823                 if (!swap)
3824                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3825                 else
3826                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3827         }
3828
3829         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3830         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3831
3832         if (swap)
3833                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3834
3835         return val << PAGE_SHIFT;
3836 }
3837
3838 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3839 {
3840         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3841         u64 val;
3842         int type, name;
3843
3844         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3845         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3846         switch (type) {
3847         case _MEM:
3848                 if (name == RES_USAGE)
3849                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3850                 else
3851                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3852                 break;
3853         case _MEMSWAP:
3854                 if (name == RES_USAGE)
3855                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3856                 else
3857                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3858                 break;
3859         default:
3860                 BUG();
3861                 break;
3862         }
3863         return val;
3864 }
3865 /*
3866  * The user of this function is...
3867  * RES_LIMIT.
3868  */
3869 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3870                             const char *buffer)
3871 {
3872         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3873         int type, name;
3874         unsigned long long val;
3875         int ret;
3876
3877         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3878         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3879         switch (name) {
3880         case RES_LIMIT:
3881                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3882                         ret = -EINVAL;
3883                         break;
3884                 }
3885                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3886                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3887                 if (ret)
3888                         break;
3889                 if (type == _MEM)
3890                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3891                 else
3892                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3893                 break;
3894         case RES_SOFT_LIMIT:
3895                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3896                 if (ret)
3897                         break;
3898                 /*
3899                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3900                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3901                  * control without swap
3902                  */
3903                 if (type == _MEM)
3904                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3905                 else
3906                         ret = -EINVAL;
3907                 break;
3908         default:
3909                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3910                 break;
3911         }
3912         return ret;
3913 }
3914
3915 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3916                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3917 {
3918         struct cgroup *cgroup;
3919         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3920
3921         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3922         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3923         cgroup = memcg->css.cgroup;
3924         if (!memcg->use_hierarchy)
3925                 goto out;
3926
3927         while (cgroup->parent) {
3928                 cgroup = cgroup->parent;
3929                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3930                 if (!memcg->use_hierarchy)
3931                         break;
3932                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3933                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3934                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3935                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3936         }
3937 out:
3938         *mem_limit = min_limit;
3939         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3940         return;
3941 }
3942
3943 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3944 {
3945         struct mem_cgroup *memcg;
3946         int type, name;
3947
3948         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3949         type = MEMFILE_TYPE(event);
3950         name = MEMFILE_ATTR(event);
3951         switch (name) {
3952         case RES_MAX_USAGE:
3953                 if (type == _MEM)
3954                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3955                 else
3956                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3957                 break;
3958         case RES_FAILCNT:
3959                 if (type == _MEM)
3960                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3961                 else
3962                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3963                 break;
3964         }
3965
3966         return 0;
3967 }
3968
3969 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3970                                         struct cftype *cft)
3971 {
3972         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3973 }
3974
3975 #ifdef CONFIG_MMU
3976 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3977                                         struct cftype *cft, u64 val)
3978 {
3979         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3980
3981         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3982                 return -EINVAL;
3983         /*
3984          * We check this value several times in both in can_attach() and
3985          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
3986          * inconsistent.
3987          */
3988         cgroup_lock();
3989         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3990         cgroup_unlock();
3991
3992         return 0;
3993 }
3994 #else
3995 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3996                                         struct cftype *cft, u64 val)
3997 {
3998         return -ENOSYS;
3999 }
4000 #endif
4001
4002
4003 /* For read statistics */
4004 enum {
4005         MCS_CACHE,
4006         MCS_RSS,
4007         MCS_FILE_MAPPED,
4008         MCS_PGPGIN,
4009         MCS_PGPGOUT,
4010         MCS_SWAP,
4011         MCS_PGFAULT,
4012         MCS_PGMAJFAULT,
4013         MCS_INACTIVE_ANON,
4014         MCS_ACTIVE_ANON,
4015         MCS_INACTIVE_FILE,
4016         MCS_ACTIVE_FILE,
4017         MCS_UNEVICTABLE,
4018         NR_MCS_STAT,
4019 };
4020
4021 struct mcs_total_stat {
4022         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4023 };
4024
4025 struct {
4026         char *local_name;
4027         char *total_name;
4028 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4029         {"cache", "total_cache"},
4030         {"rss", "total_rss"},
4031         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4032         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4033         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4034         {"swap", "total_swap"},
4035         {"pgfault", "total_pgfault"},
4036         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4037         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4038         {"active_anon", "total_active_anon"},
4039         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4040         {"active_file", "total_active_file"},
4041         {"unevictable", "total_unevictable"}
4042 };
4043
4044
4045 static void
4046 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4047 {
4048         s64 val;
4049
4050         /* per cpu stat */
4051         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4052         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4053         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4054         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4055         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4056         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4057         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4058         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4059         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4060         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4061         if (do_swap_account) {
4062                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4063                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4064         }
4065         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4066         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4067         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4068         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4069
4070         /* per zone stat */
4071         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4072         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4073         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4074         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4075         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4076         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4077         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4078         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4079         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4080         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4081 }
4082
4083 static void
4084 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4085 {
4086         struct mem_cgroup *iter;
4087
4088         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4089                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4090 }
4091
4092 #ifdef CONFIG_NUMA
4093 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4094 {
4095         int nid;
4096         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4097         unsigned long node_nr;
4098         struct cgroup *cont = m->private;
4099         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4100
4101         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4102         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4103         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4104                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4105                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4106         }
4107         seq_putc(m, '\n');
4108
4109         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4110         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4111         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4112                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4113                                 LRU_ALL_FILE);
4114                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4115         }
4116         seq_putc(m, '\n');
4117
4118         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4119         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4120         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4121                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4122                                 LRU_ALL_ANON);
4123                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4124         }
4125         seq_putc(m, '\n');
4126
4127         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4128         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4129         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4130                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4131                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4132                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4133         }
4134         seq_putc(m, '\n');
4135         return 0;
4136 }
4137 #endif /* CONFIG_NUMA */
4138
4139 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4140                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4141 {
4142         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4143         struct mcs_total_stat mystat;
4144         int i;
4145
4146         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4147         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4148
4149
4150         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4151                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4152                         continue;
4153                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4154         }
4155
4156         /* Hierarchical information */
4157         {
4158                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4159                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4160                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4161                 if (do_swap_account)
4162                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4163         }
4164
4165         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4166         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4167         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4168                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4169                         continue;
4170                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4171         }
4172
4173 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4174         {
4175                 int nid, zid;
4176                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4177                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4178                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4179
4180                 for_each_online_node(nid)
4181                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4182                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4183
4184                                 recent_rotated[0] +=
4185                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4186                                 recent_rotated[1] +=
4187                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4188                                 recent_scanned[0] +=
4189                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4190                                 recent_scanned[1] +=
4191                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4192                         }
4193                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4194                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4195                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4196                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4197         }
4198 #endif
4199
4200         return 0;
4201 }
4202
4203 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4204 {
4205         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4206
4207         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4208 }
4209
4210 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4211                                        u64 val)
4212 {
4213         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4214         struct mem_cgroup *parent;
4215
4216         if (val > 100)
4217                 return -EINVAL;
4218
4219         if (cgrp->parent == NULL)
4220                 return -EINVAL;
4221
4222         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4223
4224         cgroup_lock();
4225
4226         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4227         if ((parent->use_hierarchy) ||
4228             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4229                 cgroup_unlock();
4230                 return -EINVAL;
4231         }
4232
4233         memcg->swappiness = val;
4234
4235         cgroup_unlock();
4236
4237         return 0;
4238 }
4239
4240 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4241 {
4242         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4243         u64 usage;
4244         int i;
4245
4246         rcu_read_lock();
4247         if (!swap)
4248                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4249         else
4250                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4251
4252         if (!t)
4253                 goto unlock;
4254
4255         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4256
4257         /*
4258          * current_threshold points to threshold just below usage.
4259          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4260          * call of __mem_cgroup_threshold().
4261          */
4262         i = t->current_threshold;
4263
4264         /*
4265          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4266          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4267          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4268          * only one element of the array here.
4269          */
4270         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4271                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4272
4273         /* i = current_threshold + 1 */
4274         i++;
4275
4276         /*
4277          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4278          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4279          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4280          * only one element of the array here.
4281          */
4282         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4283                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4284
4285         /* Update current_threshold */
4286         t->current_threshold = i - 1;
4287 unlock:
4288         rcu_read_unlock();
4289 }
4290
4291 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4292 {
4293         while (memcg) {
4294                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4295                 if (do_swap_account)
4296                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4297
4298                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4299         }
4300 }
4301
4302 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4303 {
4304         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4305         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4306
4307         return _a->threshold - _b->threshold;
4308 }
4309
4310 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4311 {
4312         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4313
4314         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4315                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4316         return 0;
4317 }
4318
4319 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4320 {
4321         struct mem_cgroup *iter;
4322
4323         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4324                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4325 }
4326
4327 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4328         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4329 {
4330         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4331         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4332         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4333         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4334         u64 threshold, usage;
4335         int i, size, ret;
4336
4337         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4338         if (ret)
4339                 return ret;
4340
4341         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4342
4343         if (type == _MEM)
4344                 thresholds = &memcg->thresholds;
4345         else if (type == _MEMSWAP)
4346                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4347         else
4348                 BUG();
4349
4350         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4351
4352         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4353         if (thresholds->primary)
4354                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4355
4356         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4357
4358         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4359         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4360                         GFP_KERNEL);
4361         if (!new) {
4362                 ret = -ENOMEM;
4363                 goto unlock;
4364         }
4365         new->size = size;
4366
4367         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4368         if (thresholds->primary) {
4369                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4370                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4371         }
4372
4373         /* Add new threshold */
4374         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4375         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4376
4377         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4378         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4379                         compare_thresholds, NULL);
4380
4381         /* Find current threshold */
4382         new->current_threshold = -1;
4383         for (i = 0; i < size; i++) {
4384                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4385                         /*
4386                          * new->current_threshold will not be used until
4387                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4388                          * it here.
4389                          */
4390                         ++new->current_threshold;
4391                 }
4392         }
4393
4394         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4395         kfree(thresholds->spare);
4396         thresholds->spare = thresholds->primary;
4397
4398         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4399
4400         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4401         synchronize_rcu();
4402
4403 unlock:
4404         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4405
4406         return ret;
4407 }
4408
4409 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4410         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4411 {
4412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4413         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4414         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4415         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4416         u64 usage;
4417         int i, j, size;
4418
4419         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4420         if (type == _MEM)
4421                 thresholds = &memcg->thresholds;
4422         else if (type == _MEMSWAP)
4423                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4424         else
4425                 BUG();
4426
4427         /*
4428          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4429          * if we don't have thresholds
4430          */
4431         BUG_ON(!thresholds);
4432
4433         if (!thresholds->primary)
4434                 goto unlock;
4435
4436         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4437
4438         /* Check if a threshold crossed before removing */
4439         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4440
4441         /* Calculate new number of threshold */
4442         size = 0;
4443         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4444                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4445                         size++;
4446         }
4447
4448         new = thresholds->spare;
4449
4450         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4451         if (!size) {
4452                 kfree(new);
4453                 new = NULL;
4454                 goto swap_buffers;
4455         }
4456
4457         new->size = size;
4458
4459         /* Copy thresholds and find current threshold */
4460         new->current_threshold = -1;
4461         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4462                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4463                         continue;
4464
4465                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4466                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4467                         /*
4468                          * new->current_threshold will not be used
4469                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4470                          * it here.
4471                          */
4472                         ++new->current_threshold;
4473                 }
4474                 j++;
4475         }
4476
4477 swap_buffers:
4478         /* Swap primary and spare array */
4479         thresholds->spare = thresholds->primary;
4480         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4481
4482         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4483         synchronize_rcu();
4484 unlock:
4485         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4486 }
4487
4488 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4489         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4490 {
4491         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4492         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4493         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4494
4495         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4496         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4497         if (!event)
4498                 return -ENOMEM;
4499
4500         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4501
4502         event->eventfd = eventfd;
4503         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4504
4505         /* already in OOM ? */
4506         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4507                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4508         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4509
4510         return 0;
4511 }
4512
4513 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4514         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4515 {
4516         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4517         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4518         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4519
4520         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4521
4522         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4523
4524         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4525                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4526                         list_del(&ev->list);
4527                         kfree(ev);
4528                 }
4529         }
4530
4531         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4532 }
4533
4534 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4535         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4536 {
4537         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4538
4539         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4540
4541         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4542                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4543         else
4544                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4545         return 0;
4546 }
4547
4548 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4549         struct cftype *cft, u64 val)
4550 {
4551         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4552         struct mem_cgroup *parent;
4553
4554         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4555         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4556                 return -EINVAL;
4557
4558         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4559
4560         cgroup_lock();
4561         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4562         if ((parent->use_hierarchy) ||
4563             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4564                 cgroup_unlock();
4565                 return -EINVAL;
4566         }
4567         memcg->oom_kill_disable = val;
4568         if (!val)
4569                 memcg_oom_recover(memcg);
4570         cgroup_unlock();
4571         return 0;
4572 }
4573
4574 #ifdef CONFIG_NUMA
4575 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4576         .read = seq_read,
4577         .llseek = seq_lseek,
4578         .release = single_release,
4579 };
4580
4581 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4582 {
4583         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4584
4585         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4586         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4587 }
4588 #endif /* CONFIG_NUMA */
4589
4590 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4591 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4592 {
4593         /*
4594          * Part of this would be better living in a separate allocation
4595          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4596          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4597          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4598          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4599          */
4600         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4601 };
4602
4603 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4604 {
4605         mem_cgroup_sockets_destroy(cont);
4606 }
4607 #else
4608 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4609 {
4610         return 0;
4611 }
4612
4613 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4614 {
4615 }
4616 #endif
4617
4618 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4619         {
4620                 .name = "usage_in_bytes",
4621                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4622                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4623                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4624                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4625         },
4626         {
4627                 .name = "max_usage_in_bytes",
4628                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4629                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4630                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4631         },
4632         {
4633                 .name = "limit_in_bytes",
4634                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4635                 .write_string = mem_cgroup_write,
4636                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4637         },
4638         {
4639                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4640                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4641                 .write_string = mem_cgroup_write,
4642                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4643         },
4644         {
4645                 .name = "failcnt",
4646                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4647                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4648                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4649         },
4650         {
4651                 .name = "stat",
4652                 .read_map = mem_control_stat_show,
4653         },
4654         {
4655                 .name = "force_empty",
4656                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4657         },
4658         {
4659                 .name = "use_hierarchy",
4660                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4661                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4662         },
4663         {
4664                 .name = "swappiness",
4665                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4666                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4667         },
4668         {
4669                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4670                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4671                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4672         },
4673         {
4674                 .name = "oom_control",
4675                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4676                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4677                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4678                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4679                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4680         },
4681 #ifdef CONFIG_NUMA
4682         {
4683                 .name = "numa_stat",
4684                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4685                 .mode = S_IRUGO,
4686         },
4687 #endif
4688 };
4689
4690 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4691 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4692         {
4693                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4694                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4695                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4696                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4697                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4698         },
4699         {
4700                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4701                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4702                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4703                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4704         },
4705         {
4706                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4707                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4708                 .write_string = mem_cgroup_write,
4709                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4710         },
4711         {
4712                 .name = "memsw.failcnt",
4713                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4714                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4715                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4716         },
4717 };
4718
4719 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4720 {
4721         if (!do_swap_account)
4722                 return 0;
4723         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4724                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4725 };
4726 #else
4727 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4728 {
4729         return 0;
4730 }
4731 #endif
4732
4733 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4734 {
4735         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4736         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4737         enum lru_list lru;
4738         int zone, tmp = node;
4739         /*
4740          * This routine is called against possible nodes.
4741          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4742          *
4743          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4744          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4745          *       function.
4746          */
4747         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4748                 tmp = -1;
4749         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4750         if (!pn)
4751                 return 1;
4752
4753         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4754                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4755                 for_each_lru(lru)
4756                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4757                 mz->usage_in_excess = 0;
4758                 mz->on_tree = false;
4759                 mz->memcg = memcg;
4760         }
4761         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4762         return 0;
4763 }
4764
4765 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4766 {
4767         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4768 }
4769
4770 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4771 {
4772         struct mem_cgroup *memcg;
4773         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4774
4775         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4776         if (size < PAGE_SIZE)
4777                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4778         else
4779                 memcg = vzalloc(size);
4780
4781         if (!memcg)
4782                 return NULL;
4783
4784         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4785         if (!memcg->stat)
4786                 goto out_free;
4787         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4788         return memcg;
4789
4790 out_free:
4791         if (size < PAGE_SIZE)
4792                 kfree(memcg);
4793         else
4794                 vfree(memcg);
4795         return NULL;
4796 }
4797
4798 /*
4799  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4800  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4801  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4802  */
4803 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4804 {
4805         struct mem_cgroup *memcg;
4806
4807         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4808         vfree(memcg);
4809 }
4810 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4811 {
4812         struct mem_cgroup *memcg;
4813
4814         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4815         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4816         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4817 }
4818
4819 /*
4820  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4821  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4822  *
4823  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4824  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4825  * it goes down to 0.
4826  *
4827  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4828  */
4829
4830 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4831 {
4832         int node;
4833
4834         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4835         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4836
4837         for_each_node(node)
4838                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4839
4840         free_percpu(memcg->stat);
4841         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4842                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4843         else
4844                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4845 }
4846
4847 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4848 {
4849         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4850 }
4851
4852 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4853 {
4854         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4855                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4856                 __mem_cgroup_free(memcg);
4857                 if (parent)
4858                         mem_cgroup_put(parent);
4859         }
4860 }
4861
4862 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4863 {
4864         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4865 }
4866
4867 /*
4868  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4869  */
4870 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4871 {
4872         if (!memcg->res.parent)
4873                 return NULL;
4874         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4875 }
4876 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4877
4878 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4879 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4880 {
4881         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4882                 do_swap_account = 1;
4883 }
4884 #else
4885 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4886 {
4887 }
4888 #endif
4889
4890 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4891 {
4892         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4893         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4894         int tmp, node, zone;
4895
4896         for_each_node(node) {
4897                 tmp = node;
4898                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4899                         tmp = -1;
4900                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4901                 if (!rtpn)
4902                         goto err_cleanup;
4903
4904                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4905
4906                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4907                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4908                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4909                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4910                 }
4911         }
4912         return 0;
4913
4914 err_cleanup:
4915         for_each_node(node) {
4916                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4917                         break;
4918                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4919                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4920         }
4921         return 1;
4922
4923 }
4924
4925 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4926 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4927 {
4928         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4929         long error = -ENOMEM;
4930         int node;
4931
4932         memcg = mem_cgroup_alloc();
4933         if (!memcg)
4934                 return ERR_PTR(error);
4935
4936         for_each_node(node)
4937                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4938                         goto free_out;
4939
4940         /* root ? */
4941         if (cont->parent == NULL) {
4942                 int cpu;
4943                 enable_swap_cgroup();
4944                 parent = NULL;
4945                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4946                         goto free_out;
4947                 root_mem_cgroup = memcg;
4948                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4949                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4950                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4951                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4952                 }
4953                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4954         } else {
4955                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4956                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4957                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4958         }
4959
4960         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4961                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4962                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4963                 /*
4964                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4965                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4966                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4967                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4968                  */
4969                 mem_cgroup_get(parent);
4970         } else {
4971                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4972                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4973         }
4974         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4975         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4976
4977         if (parent)
4978                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4979         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4980         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4981         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4982         return &memcg->css;
4983 free_out:
4984         __mem_cgroup_free(memcg);
4985         return ERR_PTR(error);
4986 }
4987
4988 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
4989 {
4990         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4991
4992         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
4993 }
4994
4995 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4996 {
4997         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4998
4999         kmem_cgroup_destroy(cont);
5000
5001         mem_cgroup_put(memcg);
5002 }
5003
5004 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5005                                 struct cgroup *cont)
5006 {
5007         int ret;
5008
5009         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5010                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5011
5012         if (!ret)
5013                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5014
5015         if (!ret)
5016                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5017
5018         return ret;
5019 }
5020
5021 #ifdef CONFIG_MMU
5022 /* Handlers for move charge at task migration. */
5023 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5024 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5025 {
5026         int ret = 0;
5027         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5028         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5029
5030         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5031                 mc.precharge += count;
5032                 /* we don't need css_get for root */
5033                 return ret;
5034         }
5035         /* try to charge at once */
5036         if (count > 1) {
5037                 struct res_counter *dummy;
5038                 /*
5039                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5040                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5041                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5042                  * css_get().
5043                  */
5044                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5045                         goto one_by_one;
5046                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5047                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5048                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5049                         goto one_by_one;
5050                 }
5051                 mc.precharge += count;
5052                 return ret;
5053         }
5054 one_by_one:
5055         /* fall back to one by one charge */
5056         while (count--) {
5057                 if (signal_pending(current)) {
5058                         ret = -EINTR;
5059                         break;
5060                 }
5061                 if (!batch_count--) {
5062                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5063                         cond_resched();
5064                 }
5065                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5066                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5067                 if (ret)
5068                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5069                         return ret;
5070                 mc.precharge++;
5071         }
5072         return ret;
5073 }
5074
5075 /**
5076  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5077  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5078  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5079  * @ptent: the pte to be checked
5080  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5081  *
5082  * Returns
5083  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5084  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5085  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5086  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5087  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5088  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5089  *     in target->ent.
5090  *
5091  * Called with pte lock held.
5092  */
5093 union mc_target {
5094         struct page     *page;
5095         swp_entry_t     ent;
5096 };
5097
5098 enum mc_target_type {
5099         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5100         MC_TARGET_PAGE,
5101         MC_TARGET_SWAP,
5102 };
5103
5104 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5105                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5106 {
5107         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5108
5109         if (!page || !page_mapped(page))
5110                 return NULL;
5111         if (PageAnon(page)) {
5112                 /* we don't move shared anon */
5113                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5114                         return NULL;
5115         } else if (!move_file())
5116                 /* we ignore mapcount for file pages */
5117                 return NULL;
5118         if (!get_page_unless_zero(page))
5119                 return NULL;
5120
5121         return page;
5122 }
5123
5124 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5125                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5126 {
5127         int usage_count;
5128         struct page *page = NULL;
5129         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5130
5131         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5132                 return NULL;
5133         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5134         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5135                 if (page)
5136                         put_page(page);
5137                 return NULL;
5138         }
5139         if (do_swap_account)
5140                 entry->val = ent.val;
5141
5142         return page;
5143 }
5144
5145 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5146                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5147 {
5148         struct page *page = NULL;
5149         struct inode *inode;
5150         struct address_space *mapping;
5151         pgoff_t pgoff;
5152
5153         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5154                 return NULL;
5155         if (!move_file())
5156                 return NULL;
5157
5158         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5159         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5160         if (pte_none(ptent))
5161                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5162         else /* pte_file(ptent) is true */
5163                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5164
5165         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5166         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5167
5168 #ifdef CONFIG_SWAP
5169         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5170         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5171                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5172                 if (do_swap_account)
5173                         *entry = swap;
5174                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5175         }
5176 #endif
5177         return page;
5178 }
5179
5180 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5181                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5182 {
5183         struct page *page = NULL;
5184         struct page_cgroup *pc;
5185         int ret = 0;
5186         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5187
5188         if (pte_present(ptent))
5189                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5190         else if (is_swap_pte(ptent))
5191                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5192         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5193                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5194
5195         if (!page && !ent.val)
5196                 return 0;
5197         if (page) {
5198                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5199                 /*
5200                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5201                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5202                  * the lock.
5203                  */
5204                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5205                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5206                         if (target)
5207                                 target->page = page;
5208                 }
5209                 if (!ret || !target)
5210                         put_page(page);
5211         }
5212         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5213         if (ent.val && !ret &&
5214                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5215                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5216                 if (target)
5217                         target->ent = ent;
5218         }
5219         return ret;
5220 }
5221
5222 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5223                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5224                                         struct mm_walk *walk)
5225 {
5226         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5227         pte_t *pte;
5228         spinlock_t *ptl;
5229
5230         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5231         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5232                 return 0;
5233
5234         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5235         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5236                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5237                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5238         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5239         cond_resched();
5240
5241         return 0;
5242 }
5243
5244 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5245 {
5246         unsigned long precharge;
5247         struct vm_area_struct *vma;
5248
5249         down_read(&mm->mmap_sem);
5250         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5251                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5252                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5253                         .mm = mm,
5254                         .private = vma,
5255                 };
5256                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5257                         continue;
5258                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5259                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5260         }
5261         up_read(&mm->mmap_sem);
5262
5263         precharge = mc.precharge;
5264         mc.precharge = 0;
5265
5266         return precharge;
5267 }
5268
5269 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5270 {
5271         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5272
5273         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5274         mc.moving_task = current;
5275         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5276 }
5277
5278 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5279 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5280 {
5281         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5282         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5283
5284         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5285         if (mc.precharge) {
5286                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5287                 mc.precharge = 0;
5288         }
5289         /*
5290          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5291          * we must uncharge here.
5292          */
5293         if (mc.moved_charge) {
5294                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5295                 mc.moved_charge = 0;
5296         }
5297         /* we must fixup refcnts and charges */
5298         if (mc.moved_swap) {
5299                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5300                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5301                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5302                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5303                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5304
5305                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5306                         /*
5307                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5308                          * uncharge to->res.
5309                          */
5310                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5311                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5312                 }
5313                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5314                 mc.moved_swap = 0;
5315         }
5316         memcg_oom_recover(from);
5317         memcg_oom_recover(to);
5318         wake_up_all(&mc.waitq);
5319 }
5320
5321 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5322 {
5323         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5324
5325         /*
5326          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5327          * task migration.
5328          */
5329         mc.moving_task = NULL;
5330         __mem_cgroup_clear_mc();
5331         spin_lock(&mc.lock);
5332         mc.from = NULL;
5333         mc.to = NULL;
5334         spin_unlock(&mc.lock);
5335         mem_cgroup_end_move(from);
5336 }
5337
5338 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5339                                  struct cgroup_taskset *tset)
5340 {
5341         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5342         int ret = 0;
5343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5344
5345         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5346                 struct mm_struct *mm;
5347                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5348
5349                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5350
5351                 mm = get_task_mm(p);
5352                 if (!mm)
5353                         return 0;
5354                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5355                 if (mm->owner == p) {
5356                         VM_BUG_ON(mc.from);
5357                         VM_BUG_ON(mc.to);
5358                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5359                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5360                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5361                         mem_cgroup_start_move(from);
5362                         spin_lock(&mc.lock);
5363                         mc.from = from;
5364                         mc.to = memcg;
5365                         spin_unlock(&mc.lock);
5366                         /* We set mc.moving_task later */
5367
5368                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5369                         if (ret)
5370                                 mem_cgroup_clear_mc();
5371                 }
5372                 mmput(mm);
5373         }
5374         return ret;
5375 }
5376
5377 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5378                                      struct cgroup_taskset *tset)
5379 {
5380         mem_cgroup_clear_mc();
5381 }
5382
5383 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5384                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5385                                 struct mm_walk *walk)
5386 {
5387         int ret = 0;
5388         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5389         pte_t *pte;
5390         spinlock_t *ptl;
5391
5392         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5393         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5394                 return 0;
5395 retry:
5396         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5397         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5398                 pte_t ptent = *(pte++);
5399                 union mc_target target;
5400                 int type;
5401                 struct page *page;
5402                 struct page_cgroup *pc;
5403                 swp_entry_t ent;
5404
5405                 if (!mc.precharge)
5406                         break;
5407
5408                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5409                 switch (type) {
5410                 case MC_TARGET_PAGE:
5411                         page = target.page;
5412                         if (isolate_lru_page(page))
5413                                 goto put;
5414                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5415                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5416                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5417                                 mc.precharge--;
5418                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5419                                 mc.moved_charge++;
5420                         }
5421                         putback_lru_page(page);
5422 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5423                         put_page(page);
5424                         break;
5425                 case MC_TARGET_SWAP:
5426                         ent = target.ent;
5427                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5428                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5429                                 mc.precharge--;
5430                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5431                                 mc.moved_swap++;
5432                         }
5433                         break;
5434                 default:
5435                         break;
5436                 }
5437         }
5438         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5439         cond_resched();
5440
5441         if (addr != end) {
5442                 /*
5443                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5444                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5445                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5446                  * phase.
5447                  */
5448                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5449                 if (!ret)
5450                         goto retry;
5451         }
5452
5453         return ret;
5454 }
5455
5456 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5457 {
5458         struct vm_area_struct *vma;
5459
5460         lru_add_drain_all();
5461 retry:
5462         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5463                 /*
5464                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5465                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5466                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5467                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5468                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5469                  */
5470                 __mem_cgroup_clear_mc();
5471                 cond_resched();
5472                 goto retry;
5473         }
5474         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5475                 int ret;
5476                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5477                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5478                         .mm = mm,
5479                         .private = vma,
5480                 };
5481                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5482                         continue;
5483                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5484                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5485                 if (ret)
5486                         /*
5487                          * means we have consumed all precharges and failed in
5488                          * doing additional charge. Just abandon here.
5489                          */
5490                         break;
5491         }
5492         up_read(&mm->mmap_sem);
5493 }
5494
5495 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5496                                  struct cgroup_taskset *tset)
5497 {
5498         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5499         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5500
5501         if (mm) {
5502                 if (mc.to)
5503                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5504                 put_swap_token(mm);
5505                 mmput(mm);
5506         }
5507         if (mc.to)
5508                 mem_cgroup_clear_mc();
5509 }
5510 #else   /* !CONFIG_MMU */
5511 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5512                                  struct cgroup_taskset *tset)
5513 {
5514         return 0;
5515 }
5516 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5517                                      struct cgroup_taskset *tset)
5518 {
5519 }
5520 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5521                                  struct cgroup_taskset *tset)
5522 {
5523 }
5524 #endif
5525
5526 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5527         .name = "memory",
5528         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5529         .create = mem_cgroup_create,
5530         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5531         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5532         .populate = mem_cgroup_populate,
5533         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5534         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5535         .attach = mem_cgroup_move_task,
5536         .early_init = 0,
5537         .use_id = 1,
5538 };
5539
5540 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5541 static int __init enable_swap_account(char *s)
5542 {
5543         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5544         if (!strcmp(s, "1"))
5545                 really_do_swap_account = 1;
5546         else if (!strcmp(s, "0"))
5547                 really_do_swap_account = 0;
5548         return 1;
5549 }
5550 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5551
5552 #endif