]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - mm/memcontrol.c
mm: memcg: shorten preempt-disabled section around event checks
[karo-tx-linux.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           count[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       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
148                                                 /* use container_of        */
149 };
150 /* Macro for accessing counter */
151 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
152
153 struct mem_cgroup_per_node {
154         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_lru_info {
158         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
159 };
160
161 /*
162  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
163  * their hierarchy representation
164  */
165
166 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
167         struct rb_root rb_root;
168         spinlock_t lock;
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree_per_node {
172         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
173 };
174
175 struct mem_cgroup_tree {
176         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
177 };
178
179 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
180
181 struct mem_cgroup_threshold {
182         struct eventfd_ctx *eventfd;
183         u64 threshold;
184 };
185
186 /* For threshold */
187 struct mem_cgroup_threshold_ary {
188         /* An array index points to threshold just below usage. */
189         int current_threshold;
190         /* Size of entries[] */
191         unsigned int size;
192         /* Array of thresholds */
193         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
194 };
195
196 struct mem_cgroup_thresholds {
197         /* Primary thresholds array */
198         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
199         /*
200          * Spare threshold array.
201          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
202          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
203          */
204         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
205 };
206
207 /* for OOM */
208 struct mem_cgroup_eventfd_list {
209         struct list_head list;
210         struct eventfd_ctx *eventfd;
211 };
212
213 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
214 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
215
216 /*
217  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
218  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
219  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
220  * to help the administrator determine what knobs to tune.
221  *
222  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
223  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
224  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
225  * a feature that will be implemented much later in the future.
226  */
227 struct mem_cgroup {
228         struct cgroup_subsys_state css;
229         /*
230          * the counter to account for memory usage
231          */
232         struct res_counter res;
233         /*
234          * the counter to account for mem+swap usage.
235          */
236         struct res_counter memsw;
237         /*
238          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
239          * per zone LRU lists.
240          */
241         struct mem_cgroup_lru_info info;
242         int last_scanned_node;
243 #if MAX_NUMNODES > 1
244         nodemask_t      scan_nodes;
245         atomic_t        numainfo_events;
246         atomic_t        numainfo_updating;
247 #endif
248         /*
249          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
250          */
251         bool use_hierarchy;
252
253         bool            oom_lock;
254         atomic_t        under_oom;
255
256         atomic_t        refcnt;
257
258         int     swappiness;
259         /* OOM-Killer disable */
260         int             oom_kill_disable;
261
262         /* set when res.limit == memsw.limit */
263         bool            memsw_is_minimum;
264
265         /* protect arrays of thresholds */
266         struct mutex thresholds_lock;
267
268         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
269         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
270
271         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
272         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
273
274         /* For oom notifier event fd */
275         struct list_head oom_notify;
276
277         /*
278          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
279          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
280          */
281         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
282         /*
283          * percpu counter.
284          */
285         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
286         /*
287          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
288          * See mem_cgroup_read_stat().
289          */
290         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
291         spinlock_t pcp_counter_lock;
292
293 #ifdef CONFIG_INET
294         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
295 #endif
296 };
297
298 /* Stuffs for move charges at task migration. */
299 /*
300  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
301  * left-shifted bitmap of these types.
302  */
303 enum move_type {
304         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
305         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
306         NR_MOVE_TYPE,
307 };
308
309 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
310 static struct move_charge_struct {
311         spinlock_t        lock; /* for from, to */
312         struct mem_cgroup *from;
313         struct mem_cgroup *to;
314         unsigned long precharge;
315         unsigned long moved_charge;
316         unsigned long moved_swap;
317         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
318         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
319 } mc = {
320         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
321         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
322 };
323
324 static bool move_anon(void)
325 {
326         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
327                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
328 }
329
330 static bool move_file(void)
331 {
332         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
333                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
334 }
335
336 /*
337  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
338  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
339  */
340 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
341 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
342
343 enum charge_type {
344         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
345         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
346         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
347         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
348         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
349         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
350         NR_CHARGE_TYPE,
351 };
352
353 /* for encoding cft->private value on file */
354 #define _MEM                    (0)
355 #define _MEMSWAP                (1)
356 #define _OOM_TYPE               (2)
357 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
358 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
359 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
360 /* Used for OOM nofiier */
361 #define OOM_CONTROL             (0)
362
363 /*
364  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
365  */
366 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
367 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
368 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
369 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
370
371 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
372 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
373
374 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
375 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
376 #ifdef CONFIG_INET
377 #include <net/sock.h>
378 #include <net/ip.h>
379
380 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
381 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
382 {
383         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled)) {
384                 struct mem_cgroup *memcg;
385
386                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
387
388                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
389                  * filled. It won't however, necessarily happen from
390                  * process context. So the test for root memcg given
391                  * the current task's memcg won't help us in this case.
392                  *
393                  * Respecting the original socket's memcg is a better
394                  * decision in this case.
395                  */
396                 if (sk->sk_cgrp) {
397                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
398                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
399                         return;
400                 }
401
402                 rcu_read_lock();
403                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
404                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
405                         mem_cgroup_get(memcg);
406                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
407                 }
408                 rcu_read_unlock();
409         }
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
412
413 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
414 {
415         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled) && sk->sk_cgrp) {
416                 struct mem_cgroup *memcg;
417                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
418                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
419                 mem_cgroup_put(memcg);
420         }
421 }
422
423 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
426                 return NULL;
427
428         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
431 #endif /* CONFIG_INET */
432 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
433
434 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
435
436 static struct mem_cgroup_per_zone *
437 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
438 {
439         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
443 {
444         return &memcg->css;
445 }
446
447 static struct mem_cgroup_per_zone *
448 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
449 {
450         int nid = page_to_nid(page);
451         int zid = page_zonenum(page);
452
453         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
454 }
455
456 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
457 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
458 {
459         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
463 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
464 {
465         int nid = page_to_nid(page);
466         int zid = page_zonenum(page);
467
468         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
469 }
470
471 static void
472 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
473                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
475                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
476 {
477         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
478         struct rb_node *parent = NULL;
479         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
480
481         if (mz->on_tree)
482                 return;
483
484         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
485         if (!mz->usage_in_excess)
486                 return;
487         while (*p) {
488                 parent = *p;
489                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
490                                         tree_node);
491                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
492                         p = &(*p)->rb_left;
493                 /*
494                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
495                  * limit by the same amount
496                  */
497                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
498                         p = &(*p)->rb_right;
499         }
500         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
501         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
502         mz->on_tree = true;
503 }
504
505 static void
506 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
507                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
508                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
509 {
510         if (!mz->on_tree)
511                 return;
512         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = false;
514 }
515
516 static void
517 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
518                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
519                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
520 {
521         spin_lock(&mctz->lock);
522         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
523         spin_unlock(&mctz->lock);
524 }
525
526
527 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
528 {
529         unsigned long long excess;
530         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
531         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
532         int nid = page_to_nid(page);
533         int zid = page_zonenum(page);
534         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
535
536         /*
537          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
538          * because their event counter is not touched.
539          */
540         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
541                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
542                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
543                 /*
544                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
545                  * mem is over its softlimit.
546                  */
547                 if (excess || mz->on_tree) {
548                         spin_lock(&mctz->lock);
549                         /* if on-tree, remove it */
550                         if (mz->on_tree)
551                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
552                         /*
553                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
554                          * If excess is 0, no tree ops.
555                          */
556                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
557                         spin_unlock(&mctz->lock);
558                 }
559         }
560 }
561
562 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         int node, zone;
565         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
567
568         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
569                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
570                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
571                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
572                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573                 }
574         }
575 }
576
577 static struct mem_cgroup_per_zone *
578 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
579 {
580         struct rb_node *rightmost = NULL;
581         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
582
583 retry:
584         mz = NULL;
585         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
586         if (!rightmost)
587                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
588
589         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
590         /*
591          * Remove the node now but someone else can add it back,
592          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
593          * position in the tree.
594          */
595         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
596         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
597                 !css_tryget(&mz->mem->css))
598                 goto retry;
599 done:
600         return mz;
601 }
602
603 static struct mem_cgroup_per_zone *
604 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
605 {
606         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
607
608         spin_lock(&mctz->lock);
609         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
610         spin_unlock(&mctz->lock);
611         return mz;
612 }
613
614 /*
615  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
616  *
617  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
618  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
619  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
620  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
621  *
622  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
623  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
624  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
625  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
626  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
627  *
628  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
629  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
630  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
631  * implemented.
632  */
633 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
634                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
635 {
636         long val = 0;
637         int cpu;
638
639         get_online_cpus();
640         for_each_online_cpu(cpu)
641                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
642 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
643         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
644         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
645         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
646 #endif
647         put_online_cpus();
648         return val;
649 }
650
651 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
652                                          bool charge)
653 {
654         int val = (charge) ? 1 : -1;
655         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
656 }
657
658 void mem_cgroup_pgfault(struct mem_cgroup *memcg, int val)
659 {
660         this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT], val);
661 }
662
663 void mem_cgroup_pgmajfault(struct mem_cgroup *memcg, int val)
664 {
665         this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT], val);
666 }
667
668 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
669                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
670 {
671         unsigned long val = 0;
672         int cpu;
673
674         for_each_online_cpu(cpu)
675                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
676 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
677         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
678         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
679         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
680 #endif
681         return val;
682 }
683
684 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
685                                          bool file, int nr_pages)
686 {
687         preempt_disable();
688
689         if (file)
690                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
691                                 nr_pages);
692         else
693                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
694                                 nr_pages);
695
696         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
697         if (nr_pages > 0)
698                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
699         else {
700                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
701                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
702         }
703
704         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
705
706         preempt_enable();
707 }
708
709 unsigned long
710 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
711                         unsigned int lru_mask)
712 {
713         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
714         enum lru_list l;
715         unsigned long ret = 0;
716
717         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
718
719         for_each_lru(l) {
720                 if (BIT(l) & lru_mask)
721                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
722         }
723         return ret;
724 }
725
726 static unsigned long
727 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
728                         int nid, unsigned int lru_mask)
729 {
730         u64 total = 0;
731         int zid;
732
733         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
734                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
735                                                 nid, zid, lru_mask);
736
737         return total;
738 }
739
740 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
741                         unsigned int lru_mask)
742 {
743         int nid;
744         u64 total = 0;
745
746         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
747                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
748         return total;
749 }
750
751 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
752                                        enum mem_cgroup_events_target target)
753 {
754         unsigned long val, next;
755
756         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
757         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
758         /* from time_after() in jiffies.h */
759         if ((long)next - (long)val < 0) {
760                 switch (target) {
761                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
762                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
763                         break;
764                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
765                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
766                         break;
767                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
768                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
769                         break;
770                 default:
771                         break;
772                 }
773                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
774                 return true;
775         }
776         return false;
777 }
778
779 /*
780  * Check events in order.
781  *
782  */
783 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
784 {
785         preempt_disable();
786         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
787         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
788                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
789                 bool do_softlimit, do_numainfo;
790
791                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
792                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
793 #if MAX_NUMNODES > 1
794                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
795                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
796 #endif
797                 preempt_enable();
798
799                 mem_cgroup_threshold(memcg);
800                 if (unlikely(do_softlimit))
801                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
802 #if MAX_NUMNODES > 1
803                 if (unlikely(do_numainfo))
804                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
805 #endif
806         } else
807                 preempt_enable();
808 }
809
810 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
811 {
812         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
813                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
814                                 css);
815 }
816
817 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
818 {
819         /*
820          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
821          * if it races with swapoff, page migration, etc.
822          * So this can be called with p == NULL.
823          */
824         if (unlikely(!p))
825                 return NULL;
826
827         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
828                                 struct mem_cgroup, css);
829 }
830
831 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
832 {
833         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
834
835         if (!mm)
836                 return NULL;
837         /*
838          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
839          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
840          * pessimistic (rather than adding locks here).
841          */
842         rcu_read_lock();
843         do {
844                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
845                 if (unlikely(!memcg))
846                         break;
847         } while (!css_tryget(&memcg->css));
848         rcu_read_unlock();
849         return memcg;
850 }
851
852 /**
853  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
854  * @root: hierarchy root
855  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
856  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
857  *
858  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
859  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
860  *
861  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
862  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
863  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
864  *
865  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
866  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
867  * reclaimers operating on the same zone and priority.
868  */
869 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
870                                    struct mem_cgroup *prev,
871                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
872 {
873         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
874         int id = 0;
875
876         if (mem_cgroup_disabled())
877                 return NULL;
878
879         if (!root)
880                 root = root_mem_cgroup;
881
882         if (prev && !reclaim)
883                 id = css_id(&prev->css);
884
885         if (prev && prev != root)
886                 css_put(&prev->css);
887
888         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
889                 if (prev)
890                         return NULL;
891                 return root;
892         }
893
894         while (!memcg) {
895                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
896                 struct cgroup_subsys_state *css;
897
898                 if (reclaim) {
899                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
900                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
901                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
902
903                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
904                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
905                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
906                                 return NULL;
907                         id = iter->position;
908                 }
909
910                 rcu_read_lock();
911                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
912                 if (css) {
913                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
914                                 memcg = container_of(css,
915                                                      struct mem_cgroup, css);
916                 } else
917                         id = 0;
918                 rcu_read_unlock();
919
920                 if (reclaim) {
921                         iter->position = id;
922                         if (!css)
923                                 iter->generation++;
924                         else if (!prev && memcg)
925                                 reclaim->generation = iter->generation;
926                 }
927
928                 if (prev && !css)
929                         return NULL;
930         }
931         return memcg;
932 }
933
934 /**
935  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
936  * @root: hierarchy root
937  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
938  */
939 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
940                            struct mem_cgroup *prev)
941 {
942         if (!root)
943                 root = root_mem_cgroup;
944         if (prev && prev != root)
945                 css_put(&prev->css);
946 }
947
948 /*
949  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
950  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
951  * be used for reference counting.
952  */
953 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
954         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
955              iter != NULL;                              \
956              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
957
958 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
959         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
960              iter != NULL;                              \
961              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
962
963 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
964 {
965         return (memcg == root_mem_cgroup);
966 }
967
968 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
969 {
970         struct mem_cgroup *memcg;
971
972         if (!mm)
973                 return;
974
975         rcu_read_lock();
976         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
977         if (unlikely(!memcg))
978                 goto out;
979
980         switch (idx) {
981         case PGMAJFAULT:
982                 mem_cgroup_pgmajfault(memcg, 1);
983                 break;
984         case PGFAULT:
985                 mem_cgroup_pgfault(memcg, 1);
986                 break;
987         default:
988                 BUG();
989         }
990 out:
991         rcu_read_unlock();
992 }
993 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
994
995 /**
996  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
997  * @zone: zone of the wanted lruvec
998  * @mem: memcg of the wanted lruvec
999  *
1000  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1001  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1002  * is disabled.
1003  */
1004 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1005                                       struct mem_cgroup *memcg)
1006 {
1007         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1008
1009         if (mem_cgroup_disabled())
1010                 return &zone->lruvec;
1011
1012         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1013         return &mz->lruvec;
1014 }
1015
1016 /*
1017  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1018  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1019  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1020  *
1021  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1022  * 1. charge
1023  * 2. moving account
1024  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1025  * It is added to LRU before charge.
1026  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1027  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1028  */
1029
1030 /**
1031  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1032  * @zone: zone of the page
1033  * @page: the page
1034  * @lru: current lru
1035  *
1036  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1037  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1038  *
1039  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1040  * the returned lruvec->lists[@lru].
1041  */
1042 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1043                                        enum lru_list lru)
1044 {
1045         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1046         struct mem_cgroup *memcg;
1047         struct page_cgroup *pc;
1048
1049         if (mem_cgroup_disabled())
1050                 return &zone->lruvec;
1051
1052         pc = lookup_page_cgroup(page);
1053         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
1054         /*
1055          * putback:                             charge:
1056          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1057          * smp_mb                               smp_mb
1058          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1059          *
1060          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1061          * LRU during a race.
1062          */
1063         smp_mb();
1064         /*
1065          * If the page is uncharged, it may be freed soon, but it
1066          * could also be swap cache (readahead, swapoff) that needs to
1067          * be reclaimable in the future.  root_mem_cgroup will babysit
1068          * it for the time being.
1069          */
1070         if (PageCgroupUsed(pc)) {
1071                 /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1072                 smp_rmb();
1073                 memcg = pc->mem_cgroup;
1074                 SetPageCgroupAcctLRU(pc);
1075         } else
1076                 memcg = root_mem_cgroup;
1077         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1078         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1079         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
1080         return &mz->lruvec;
1081 }
1082
1083 /**
1084  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1085  * @page: the page
1086  * @lru: target lru
1087  *
1088  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1089  *
1090  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1091  * @page->lru.
1092  */
1093 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1094 {
1095         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1096         struct mem_cgroup *memcg;
1097         struct page_cgroup *pc;
1098
1099         if (mem_cgroup_disabled())
1100                 return;
1101
1102         pc = lookup_page_cgroup(page);
1103         /*
1104          * root_mem_cgroup babysits uncharged LRU pages, but
1105          * PageCgroupUsed is cleared when the page is about to get
1106          * freed.  PageCgroupAcctLRU remembers whether the
1107          * LRU-accounting happened against pc->mem_cgroup or
1108          * root_mem_cgroup.
1109          */
1110         if (TestClearPageCgroupAcctLRU(pc)) {
1111                 VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
1112                 memcg = pc->mem_cgroup;
1113         } else
1114                 memcg = root_mem_cgroup;
1115         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1116         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1117         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
1118 }
1119
1120 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1121 {
1122         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1123 }
1124
1125 /**
1126  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1127  * @zone: zone of the page
1128  * @page: the page
1129  * @from: current lru
1130  * @to: target lru
1131  *
1132  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1133  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1134  * @page is charged to.
1135  *
1136  * The callsite is then responsible for physically relinking
1137  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1138  */
1139 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1140                                          struct page *page,
1141                                          enum lru_list from,
1142                                          enum lru_list to)
1143 {
1144         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1145         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1146         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1147 }
1148
1149 /*
1150  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
1151  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
1152  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
1153  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
1154  */
1155 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
1156 {
1157         enum lru_list lru;
1158         unsigned long flags;
1159         struct zone *zone = page_zone(page);
1160         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1161
1162         /*
1163          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1164          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1165          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1166          * set, the commit after this will fail, anyway.
1167          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1168          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1169          */
1170         if (likely(!PageLRU(page)))
1171                 return;
1172
1173         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1174         lru = page_lru(page);
1175         /*
1176          * The uncharged page could still be registered to the LRU of
1177          * the stale pc->mem_cgroup.
1178          *
1179          * As pc->mem_cgroup is about to get overwritten, the old LRU
1180          * accounting needs to be taken care of.  Let root_mem_cgroup
1181          * babysit the page until the new memcg is responsible for it.
1182          *
1183          * The PCG_USED bit is guarded by lock_page() as the page is
1184          * swapcache/pagecache.
1185          */
1186         if (PageLRU(page) && PageCgroupAcctLRU(pc) && !PageCgroupUsed(pc)) {
1187                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1188                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1189         }
1190         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1191 }
1192
1193 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1194 {
1195         enum lru_list lru;
1196         unsigned long flags;
1197         struct zone *zone = page_zone(page);
1198         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1199         /*
1200          * putback:                             charge:
1201          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1202          * smp_mb                               smp_mb
1203          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1204          *
1205          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1206          * LRU during a race.
1207          */
1208         smp_mb();
1209         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1210         if (likely(!PageLRU(page)))
1211                 return;
1212         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1213         lru = page_lru(page);
1214         /*
1215          * If the page is not on the LRU, someone will soon put it
1216          * there.  If it is, and also already accounted for on the
1217          * memcg-side, it must be on the right lruvec as setting
1218          * pc->mem_cgroup and PageCgroupUsed is properly ordered.
1219          * Otherwise, root_mem_cgroup has been babysitting the page
1220          * during the charge.  Move it to the new memcg now.
1221          */
1222         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc)) {
1223                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1224                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1225         }
1226         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1227 }
1228
1229 /*
1230  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1231  * hierarchy subtree
1232  */
1233 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1234                 struct mem_cgroup *memcg)
1235 {
1236         if (root_memcg != memcg) {
1237                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1238                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1239         }
1240
1241         return true;
1242 }
1243
1244 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1245 {
1246         int ret;
1247         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1248         struct task_struct *p;
1249
1250         p = find_lock_task_mm(task);
1251         if (!p)
1252                 return 0;
1253         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1254         task_unlock(p);
1255         if (!curr)
1256                 return 0;
1257         /*
1258          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1259          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1260          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1261          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1262          */
1263         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1264         css_put(&curr->css);
1265         return ret;
1266 }
1267
1268 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1269 {
1270         unsigned long inactive_ratio;
1271         int nid = zone_to_nid(zone);
1272         int zid = zone_idx(zone);
1273         unsigned long inactive;
1274         unsigned long active;
1275         unsigned long gb;
1276
1277         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1278                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1279         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1280                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1281
1282         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1283         if (gb)
1284                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1285         else
1286                 inactive_ratio = 1;
1287
1288         return inactive * inactive_ratio < active;
1289 }
1290
1291 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1292 {
1293         unsigned long active;
1294         unsigned long inactive;
1295         int zid = zone_idx(zone);
1296         int nid = zone_to_nid(zone);
1297
1298         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1299                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1300         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1301                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1302
1303         return (active > inactive);
1304 }
1305
1306 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1307                                                       struct zone *zone)
1308 {
1309         int nid = zone_to_nid(zone);
1310         int zid = zone_idx(zone);
1311         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1312
1313         return &mz->reclaim_stat;
1314 }
1315
1316 struct zone_reclaim_stat *
1317 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1318 {
1319         struct page_cgroup *pc;
1320         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1321
1322         if (mem_cgroup_disabled())
1323                 return NULL;
1324
1325         pc = lookup_page_cgroup(page);
1326         if (!PageCgroupUsed(pc))
1327                 return NULL;
1328         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1329         smp_rmb();
1330         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1331         return &mz->reclaim_stat;
1332 }
1333
1334 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1335         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1336
1337 /**
1338  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1339  * @mem: the memory cgroup
1340  *
1341  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1342  * pages.
1343  */
1344 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         unsigned long long margin;
1347
1348         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1349         if (do_swap_account)
1350                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1351         return margin >> PAGE_SHIFT;
1352 }
1353
1354 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1355 {
1356         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1357
1358         /* root ? */
1359         if (cgrp->parent == NULL)
1360                 return vm_swappiness;
1361
1362         return memcg->swappiness;
1363 }
1364
1365 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1366 {
1367         int cpu;
1368
1369         get_online_cpus();
1370         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1371         for_each_online_cpu(cpu)
1372                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1373         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1374         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1375         put_online_cpus();
1376
1377         synchronize_rcu();
1378 }
1379
1380 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1381 {
1382         int cpu;
1383
1384         if (!memcg)
1385                 return;
1386         get_online_cpus();
1387         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1388         for_each_online_cpu(cpu)
1389                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1390         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1391         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1392         put_online_cpus();
1393 }
1394 /*
1395  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1396  *
1397  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1398  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1399  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1400  *
1401  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1402  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1403  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1404  */
1405
1406 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1407 {
1408         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1409         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1410 }
1411
1412 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1413 {
1414         struct mem_cgroup *from;
1415         struct mem_cgroup *to;
1416         bool ret = false;
1417         /*
1418          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1419          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1420          */
1421         spin_lock(&mc.lock);
1422         from = mc.from;
1423         to = mc.to;
1424         if (!from)
1425                 goto unlock;
1426
1427         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1428                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1429 unlock:
1430         spin_unlock(&mc.lock);
1431         return ret;
1432 }
1433
1434 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1435 {
1436         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1437                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1438                         DEFINE_WAIT(wait);
1439                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1440                         /* moving charge context might have finished. */
1441                         if (mc.moving_task)
1442                                 schedule();
1443                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1444                         return true;
1445                 }
1446         }
1447         return false;
1448 }
1449
1450 /**
1451  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1452  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1453  * @p: Task that is going to be killed
1454  *
1455  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1456  * enabled
1457  */
1458 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1459 {
1460         struct cgroup *task_cgrp;
1461         struct cgroup *mem_cgrp;
1462         /*
1463          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1464          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1465          * If this assumption is broken, revisit this code.
1466          */
1467         static char memcg_name[PATH_MAX];
1468         int ret;
1469
1470         if (!memcg || !p)
1471                 return;
1472
1473
1474         rcu_read_lock();
1475
1476         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1477         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1478
1479         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1480         if (ret < 0) {
1481                 /*
1482                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1483                  * But we'll still print out the usage information
1484                  */
1485                 rcu_read_unlock();
1486                 goto done;
1487         }
1488         rcu_read_unlock();
1489
1490         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1491
1492         rcu_read_lock();
1493         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1494         if (ret < 0) {
1495                 rcu_read_unlock();
1496                 goto done;
1497         }
1498         rcu_read_unlock();
1499
1500         /*
1501          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1502          */
1503         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1504 done:
1505
1506         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1507                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1508                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1509                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1510         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1511                 "failcnt %llu\n",
1512                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1513                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1514                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1515 }
1516
1517 /*
1518  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1519  * 1(self count) if no children.
1520  */
1521 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1522 {
1523         int num = 0;
1524         struct mem_cgroup *iter;
1525
1526         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1527                 num++;
1528         return num;
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1533  */
1534 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1535 {
1536         u64 limit;
1537         u64 memsw;
1538
1539         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1540         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1541
1542         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1543         /*
1544          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1545          * to this memcg, return that limit.
1546          */
1547         return min(limit, memsw);
1548 }
1549
1550 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1551                                         gfp_t gfp_mask,
1552                                         unsigned long flags)
1553 {
1554         unsigned long total = 0;
1555         bool noswap = false;
1556         int loop;
1557
1558         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1559                 noswap = true;
1560         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1561                 noswap = true;
1562
1563         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1564                 if (loop)
1565                         drain_all_stock_async(memcg);
1566                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1567                 /*
1568                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1569                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1570                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1571                  */
1572                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1573                         break;
1574                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1575                         break;
1576                 /*
1577                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1578                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1579                  */
1580                 if (loop && !total)
1581                         break;
1582         }
1583         return total;
1584 }
1585
1586 /**
1587  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1588  * @mem: the target memcg
1589  * @nid: the node ID to be checked.
1590  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1591  *
1592  * This function returns whether the specified memcg contains any
1593  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1594  * pages in the node.
1595  */
1596 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1597                 int nid, bool noswap)
1598 {
1599         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1600                 return true;
1601         if (noswap || !total_swap_pages)
1602                 return false;
1603         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1604                 return true;
1605         return false;
1606
1607 }
1608 #if MAX_NUMNODES > 1
1609
1610 /*
1611  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1612  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1613  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1614  *
1615  */
1616 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1617 {
1618         int nid;
1619         /*
1620          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1621          * pagein/pageout changes since the last update.
1622          */
1623         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1624                 return;
1625         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1626                 return;
1627
1628         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1629         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1630
1631         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1632
1633                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1634                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1635         }
1636
1637         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1638         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1643  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1644  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1645  *
1646  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1647  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1648  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1649  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1650  *
1651  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1652  */
1653 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1654 {
1655         int node;
1656
1657         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1658         node = memcg->last_scanned_node;
1659
1660         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1661         if (node == MAX_NUMNODES)
1662                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1663         /*
1664          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1665          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1666          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1667          * we use curret node.
1668          */
1669         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1670                 node = numa_node_id();
1671
1672         memcg->last_scanned_node = node;
1673         return node;
1674 }
1675
1676 /*
1677  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1678  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1679  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1680  * enough new information. We need to do double check.
1681  */
1682 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1683 {
1684         int nid;
1685
1686         /*
1687          * quick check...making use of scan_node.
1688          * We can skip unused nodes.
1689          */
1690         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1691                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1692                      nid < MAX_NUMNODES;
1693                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1694
1695                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1696                                 return true;
1697                 }
1698         }
1699         /*
1700          * Check rest of nodes.
1701          */
1702         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1703                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1704                         continue;
1705                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1706                         return true;
1707         }
1708         return false;
1709 }
1710
1711 #else
1712 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1713 {
1714         return 0;
1715 }
1716
1717 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1718 {
1719         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1720 }
1721 #endif
1722
1723 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1724                                    struct zone *zone,
1725                                    gfp_t gfp_mask,
1726                                    unsigned long *total_scanned)
1727 {
1728         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1729         int total = 0;
1730         int loop = 0;
1731         unsigned long excess;
1732         unsigned long nr_scanned;
1733         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1734                 .zone = zone,
1735                 .priority = 0,
1736         };
1737
1738         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1739
1740         while (1) {
1741                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1742                 if (!victim) {
1743                         loop++;
1744                         if (loop >= 2) {
1745                                 /*
1746                                  * If we have not been able to reclaim
1747                                  * anything, it might because there are
1748                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1749                                  */
1750                                 if (!total)
1751                                         break;
1752                                 /*
1753                                  * We want to do more targeted reclaim.
1754                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1755                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1756                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1757                                  */
1758                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1759                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1760                                         break;
1761                         }
1762                         continue;
1763                 }
1764                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1765                         continue;
1766                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1767                                                      zone, &nr_scanned);
1768                 *total_scanned += nr_scanned;
1769                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1770                         break;
1771         }
1772         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1773         return total;
1774 }
1775
1776 /*
1777  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1778  * If someone is running, return false.
1779  * Has to be called with memcg_oom_lock
1780  */
1781 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1782 {
1783         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1784
1785         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1786                 if (iter->oom_lock) {
1787                         /*
1788                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1789                          * so we cannot give a lock.
1790                          */
1791                         failed = iter;
1792                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1793                         break;
1794                 } else
1795                         iter->oom_lock = true;
1796         }
1797
1798         if (!failed)
1799                 return true;
1800
1801         /*
1802          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1803          * what we set up to the failing subtree
1804          */
1805         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1806                 if (iter == failed) {
1807                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1808                         break;
1809                 }
1810                 iter->oom_lock = false;
1811         }
1812         return false;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Has to be called with memcg_oom_lock
1817  */
1818 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1819 {
1820         struct mem_cgroup *iter;
1821
1822         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1823                 iter->oom_lock = false;
1824         return 0;
1825 }
1826
1827 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1828 {
1829         struct mem_cgroup *iter;
1830
1831         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1832                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1833 }
1834
1835 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1836 {
1837         struct mem_cgroup *iter;
1838
1839         /*
1840          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1841          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1842          * atomic_add_unless() here.
1843          */
1844         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1845                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1846 }
1847
1848 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1849 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1850
1851 struct oom_wait_info {
1852         struct mem_cgroup *mem;
1853         wait_queue_t    wait;
1854 };
1855
1856 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1857         unsigned mode, int sync, void *arg)
1858 {
1859         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg,
1860                           *oom_wait_memcg;
1861         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1862
1863         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1864         oom_wait_memcg = oom_wait_info->mem;
1865
1866         /*
1867          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1868          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1869          */
1870         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1871                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1872                 return 0;
1873         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1874 }
1875
1876 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1877 {
1878         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1879         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1880 }
1881
1882 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1883 {
1884         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1885                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1886 }
1887
1888 /*
1889  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1890  */
1891 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask)
1892 {
1893         struct oom_wait_info owait;
1894         bool locked, need_to_kill;
1895
1896         owait.mem = memcg;
1897         owait.wait.flags = 0;
1898         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1899         owait.wait.private = current;
1900         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1901         need_to_kill = true;
1902         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1903
1904         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1905         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1906         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1907         /*
1908          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1909          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1910          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1911          */
1912         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1913         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1914                 need_to_kill = false;
1915         if (locked)
1916                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1917         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1918
1919         if (need_to_kill) {
1920                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1921                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask);
1922         } else {
1923                 schedule();
1924                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1925         }
1926         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1927         if (locked)
1928                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1929         memcg_wakeup_oom(memcg);
1930         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1931
1932         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1933
1934         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1935                 return false;
1936         /* Give chance to dying process */
1937         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1938         return true;
1939 }
1940
1941 /*
1942  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1943  * generalized to update other statistics as well.
1944  *
1945  * Notes: Race condition
1946  *
1947  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1948  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1949  * to do so _always_.
1950  *
1951  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1952  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1953  * are no race with "charge".
1954  *
1955  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1956  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1957  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1958  * by flags.
1959  *
1960  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1961  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1962  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1963  */
1964
1965 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1966                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1967 {
1968         struct mem_cgroup *memcg;
1969         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1970         bool need_unlock = false;
1971         unsigned long uninitialized_var(flags);
1972
1973         if (unlikely(!pc))
1974                 return;
1975
1976         rcu_read_lock();
1977         memcg = pc->mem_cgroup;
1978         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1979                 goto out;
1980         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1981         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg)) || PageTransHuge(page)) {
1982                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1983                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1984                 need_unlock = true;
1985                 memcg = pc->mem_cgroup;
1986                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1987                         goto out;
1988         }
1989
1990         switch (idx) {
1991         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1992                 if (val > 0)
1993                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1994                 else if (!page_mapped(page))
1995                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1996                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1997                 break;
1998         default:
1999                 BUG();
2000         }
2001
2002         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2003
2004 out:
2005         if (unlikely(need_unlock))
2006                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2007         rcu_read_unlock();
2008         return;
2009 }
2010 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
2011
2012 /*
2013  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2014  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2015  */
2016 #define CHARGE_BATCH    32U
2017 struct memcg_stock_pcp {
2018         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2019         unsigned int nr_pages;
2020         struct work_struct work;
2021         unsigned long flags;
2022 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2023 };
2024 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2025 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2026
2027 /*
2028  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2029  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2030  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2031  * refilled.
2032  */
2033 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2034 {
2035         struct memcg_stock_pcp *stock;
2036         bool ret = true;
2037
2038         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2039         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2040                 stock->nr_pages--;
2041         else /* need to call res_counter_charge */
2042                 ret = false;
2043         put_cpu_var(memcg_stock);
2044         return ret;
2045 }
2046
2047 /*
2048  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2049  */
2050 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2051 {
2052         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2053
2054         if (stock->nr_pages) {
2055                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2056
2057                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2058                 if (do_swap_account)
2059                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2060                 stock->nr_pages = 0;
2061         }
2062         stock->cached = NULL;
2063 }
2064
2065 /*
2066  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2067  * a thread which is pinned to local cpu.
2068  */
2069 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2070 {
2071         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2072         drain_stock(stock);
2073         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2074 }
2075
2076 /*
2077  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2078  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2079  */
2080 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2081 {
2082         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2083
2084         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2085                 drain_stock(stock);
2086                 stock->cached = memcg;
2087         }
2088         stock->nr_pages += nr_pages;
2089         put_cpu_var(memcg_stock);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2094  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2095  * until the work is done.
2096  */
2097 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2098 {
2099         int cpu, curcpu;
2100
2101         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2102         get_online_cpus();
2103         curcpu = get_cpu();
2104         for_each_online_cpu(cpu) {
2105                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2106                 struct mem_cgroup *memcg;
2107
2108                 memcg = stock->cached;
2109                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2110                         continue;
2111                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2112                         continue;
2113                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2114                         if (cpu == curcpu)
2115                                 drain_local_stock(&stock->work);
2116                         else
2117                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2118                 }
2119         }
2120         put_cpu();
2121
2122         if (!sync)
2123                 goto out;
2124
2125         for_each_online_cpu(cpu) {
2126                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2127                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2128                         flush_work(&stock->work);
2129         }
2130 out:
2131         put_online_cpus();
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2136  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2137  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2138  * it.
2139  */
2140 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2141 {
2142         /*
2143          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2144          */
2145         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2146                 return;
2147         drain_all_stock(root_memcg, false);
2148         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2149 }
2150
2151 /* This is a synchronous drain interface. */
2152 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2153 {
2154         /* called when force_empty is called */
2155         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2156         drain_all_stock(root_memcg, true);
2157         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2158 }
2159
2160 /*
2161  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2162  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2163  */
2164 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2165 {
2166         int i;
2167
2168         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2169         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2170                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2171
2172                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2173                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2174         }
2175         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2176                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2177
2178                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2179                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2180         }
2181         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2182         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2183         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2184 }
2185
2186 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2187 {
2188         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2189
2190         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2191         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2192         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2193 }
2194
2195 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2196                                         unsigned long action,
2197                                         void *hcpu)
2198 {
2199         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2200         struct memcg_stock_pcp *stock;
2201         struct mem_cgroup *iter;
2202
2203         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2204                 for_each_mem_cgroup(iter)
2205                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2206                 return NOTIFY_OK;
2207         }
2208
2209         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2210                 return NOTIFY_OK;
2211
2212         for_each_mem_cgroup(iter)
2213                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2214
2215         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2216         drain_stock(stock);
2217         return NOTIFY_OK;
2218 }
2219
2220
2221 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2222 enum {
2223         CHARGE_OK,              /* success */
2224         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2225         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2226         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2227         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2228 };
2229
2230 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2231                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2232 {
2233         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2234         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2235         struct res_counter *fail_res;
2236         unsigned long flags = 0;
2237         int ret;
2238
2239         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2240
2241         if (likely(!ret)) {
2242                 if (!do_swap_account)
2243                         return CHARGE_OK;
2244                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2245                 if (likely(!ret))
2246                         return CHARGE_OK;
2247
2248                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2249                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2250                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2251         } else
2252                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2253         /*
2254          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2255          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2256          *
2257          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2258          * single page instead.
2259          */
2260         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2261                 return CHARGE_RETRY;
2262
2263         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2264                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2265
2266         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2267         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2268                 return CHARGE_RETRY;
2269         /*
2270          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2271          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2272          * before killing the task.
2273          *
2274          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2275          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2276          * to regular pages anyway in case of failure.
2277          */
2278         if (nr_pages == 1 && ret)
2279                 return CHARGE_RETRY;
2280
2281         /*
2282          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2283          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2284          */
2285         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2286                 return CHARGE_RETRY;
2287
2288         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2289         if (!oom_check)
2290                 return CHARGE_NOMEM;
2291         /* check OOM */
2292         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2293                 return CHARGE_OOM_DIE;
2294
2295         return CHARGE_RETRY;
2296 }
2297
2298 /*
2299  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2300  * oom-killer can be invoked.
2301  */
2302 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2303                                    gfp_t gfp_mask,
2304                                    unsigned int nr_pages,
2305                                    struct mem_cgroup **ptr,
2306                                    bool oom)
2307 {
2308         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2309         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2310         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2311         int ret;
2312
2313         /*
2314          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2315          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2316          * MEMDIE process.
2317          */
2318         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2319                      || fatal_signal_pending(current)))
2320                 goto bypass;
2321
2322         /*
2323          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2324          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2325          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2326          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2327          */
2328         if (!*ptr && !mm)
2329                 goto bypass;
2330 again:
2331         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2332                 memcg = *ptr;
2333                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2334                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2335                         goto done;
2336                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2337                         goto done;
2338                 css_get(&memcg->css);
2339         } else {
2340                 struct task_struct *p;
2341
2342                 rcu_read_lock();
2343                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2344                 /*
2345                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2346                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2347                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2348                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2349                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2350                  * small race, here.
2351                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2352                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2353                  */
2354                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2355                 if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2356                         rcu_read_unlock();
2357                         goto done;
2358                 }
2359                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2360                         /*
2361                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2362                          * But considering how consume_stok works, it's not
2363                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2364                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2365                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2366                          * calling consume_stock().
2367                          */
2368                         rcu_read_unlock();
2369                         goto done;
2370                 }
2371                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2372                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2373                         rcu_read_unlock();
2374                         goto again;
2375                 }
2376                 rcu_read_unlock();
2377         }
2378
2379         do {
2380                 bool oom_check;
2381
2382                 /* If killed, bypass charge */
2383                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2384                         css_put(&memcg->css);
2385                         goto bypass;
2386                 }
2387
2388                 oom_check = false;
2389                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2390                         oom_check = true;
2391                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2392                 }
2393
2394                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2395                 switch (ret) {
2396                 case CHARGE_OK:
2397                         break;
2398                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2399                         batch = nr_pages;
2400                         css_put(&memcg->css);
2401                         memcg = NULL;
2402                         goto again;
2403                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2404                         css_put(&memcg->css);
2405                         goto nomem;
2406                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2407                         if (!oom) {
2408                                 css_put(&memcg->css);
2409                                 goto nomem;
2410                         }
2411                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2412                         nr_oom_retries--;
2413                         break;
2414                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2415                         css_put(&memcg->css);
2416                         goto bypass;
2417                 }
2418         } while (ret != CHARGE_OK);
2419
2420         if (batch > nr_pages)
2421                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2422         css_put(&memcg->css);
2423 done:
2424         *ptr = memcg;
2425         return 0;
2426 nomem:
2427         *ptr = NULL;
2428         return -ENOMEM;
2429 bypass:
2430         *ptr = NULL;
2431         return 0;
2432 }
2433
2434 /*
2435  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2436  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2437  * gotten by try_charge().
2438  */
2439 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2440                                        unsigned int nr_pages)
2441 {
2442         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2443                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2444
2445                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2446                 if (do_swap_account)
2447                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2448         }
2449 }
2450
2451 /*
2452  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2453  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2454  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2455  * memcg.)
2456  */
2457 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2458 {
2459         struct cgroup_subsys_state *css;
2460
2461         /* ID 0 is unused ID */
2462         if (!id)
2463                 return NULL;
2464         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2465         if (!css)
2466                 return NULL;
2467         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2468 }
2469
2470 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2471 {
2472         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2473         struct page_cgroup *pc;
2474         unsigned short id;
2475         swp_entry_t ent;
2476
2477         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2478
2479         pc = lookup_page_cgroup(page);
2480         lock_page_cgroup(pc);
2481         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2482                 memcg = pc->mem_cgroup;
2483                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2484                         memcg = NULL;
2485         } else if (PageSwapCache(page)) {
2486                 ent.val = page_private(page);
2487                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2488                 rcu_read_lock();
2489                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2490                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2491                         memcg = NULL;
2492                 rcu_read_unlock();
2493         }
2494         unlock_page_cgroup(pc);
2495         return memcg;
2496 }
2497
2498 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2499                                        struct page *page,
2500                                        unsigned int nr_pages,
2501                                        struct page_cgroup *pc,
2502                                        enum charge_type ctype)
2503 {
2504         lock_page_cgroup(pc);
2505         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2506                 unlock_page_cgroup(pc);
2507                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2508                 return;
2509         }
2510         /*
2511          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2512          * accessed by any other context at this point.
2513          */
2514         pc->mem_cgroup = memcg;
2515         /*
2516          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2517          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2518          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2519          * before USED bit, we need memory barrier here.
2520          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2521          */
2522         smp_wmb();
2523         switch (ctype) {
2524         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2525         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2526                 SetPageCgroupCache(pc);
2527                 SetPageCgroupUsed(pc);
2528                 break;
2529         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2530                 ClearPageCgroupCache(pc);
2531                 SetPageCgroupUsed(pc);
2532                 break;
2533         default:
2534                 break;
2535         }
2536
2537         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2538         unlock_page_cgroup(pc);
2539         /*
2540          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2541          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2542          * if they exceeds softlimit.
2543          */
2544         memcg_check_events(memcg, page);
2545 }
2546
2547 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2548
2549 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2550                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2551 /*
2552  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2553  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2554  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2555  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2556  */
2557 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2558 {
2559         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2560         struct page_cgroup *pc;
2561         int i;
2562
2563         if (mem_cgroup_disabled())
2564                 return;
2565         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2566                 pc = head_pc + i;
2567                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2568                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2569                 /*
2570                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2571                  * page to LRU by generic call and our hooks will be called.
2572                  */
2573                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2574         }
2575
2576         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2577                 enum lru_list lru;
2578                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2579                 /*
2580                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2581                  */
2582                 lru = page_lru(head);
2583                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2584                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= HPAGE_PMD_NR - 1;
2585         }
2586 }
2587 #endif
2588
2589 /**
2590  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2591  * @page: the page
2592  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2593  * @pc: page_cgroup of the page.
2594  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2595  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2596  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2597  *
2598  * The caller must confirm following.
2599  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2600  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2601  *
2602  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2603  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2604  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2605  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2606  */
2607 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2608                                    unsigned int nr_pages,
2609                                    struct page_cgroup *pc,
2610                                    struct mem_cgroup *from,
2611                                    struct mem_cgroup *to,
2612                                    bool uncharge)
2613 {
2614         unsigned long flags;
2615         int ret;
2616
2617         VM_BUG_ON(from == to);
2618         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2619         /*
2620          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2621          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2622          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2623          * hold it.
2624          */
2625         ret = -EBUSY;
2626         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2627                 goto out;
2628
2629         lock_page_cgroup(pc);
2630
2631         ret = -EINVAL;
2632         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2633                 goto unlock;
2634
2635         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2636
2637         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2638                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2639                 preempt_disable();
2640                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2641                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2642                 preempt_enable();
2643         }
2644         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2645         if (uncharge)
2646                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2647                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2648
2649         /* caller should have done css_get */
2650         pc->mem_cgroup = to;
2651         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2652         /*
2653          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2654          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2655          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2656          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2657          * status here.
2658          */
2659         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2660         ret = 0;
2661 unlock:
2662         unlock_page_cgroup(pc);
2663         /*
2664          * check events
2665          */
2666         memcg_check_events(to, page);
2667         memcg_check_events(from, page);
2668 out:
2669         return ret;
2670 }
2671
2672 /*
2673  * move charges to its parent.
2674  */
2675
2676 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2677                                   struct page_cgroup *pc,
2678                                   struct mem_cgroup *child,
2679                                   gfp_t gfp_mask)
2680 {
2681         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2682         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2683         struct mem_cgroup *parent;
2684         unsigned int nr_pages;
2685         unsigned long uninitialized_var(flags);
2686         int ret;
2687
2688         /* Is ROOT ? */
2689         if (!pcg)
2690                 return -EINVAL;
2691
2692         ret = -EBUSY;
2693         if (!get_page_unless_zero(page))
2694                 goto out;
2695         if (isolate_lru_page(page))
2696                 goto put;
2697
2698         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2699
2700         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2701         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2702         if (ret || !parent)
2703                 goto put_back;
2704
2705         if (nr_pages > 1)
2706                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2707
2708         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2709         if (ret)
2710                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2711
2712         if (nr_pages > 1)
2713                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2714 put_back:
2715         putback_lru_page(page);
2716 put:
2717         put_page(page);
2718 out:
2719         return ret;
2720 }
2721
2722 /*
2723  * Charge the memory controller for page usage.
2724  * Return
2725  * 0 if the charge was successful
2726  * < 0 if the cgroup is over its limit
2727  */
2728 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2729                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2730 {
2731         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2732         unsigned int nr_pages = 1;
2733         struct page_cgroup *pc;
2734         bool oom = true;
2735         int ret;
2736
2737         if (PageTransHuge(page)) {
2738                 nr_pages <<= compound_order(page);
2739                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2740                 /*
2741                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2742                  * fault handler will fall back to regular pages.
2743                  */
2744                 oom = false;
2745         }
2746
2747         pc = lookup_page_cgroup(page);
2748         BUG_ON(!pc); /* XXX: remove this and move pc lookup into commit */
2749
2750         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2751         if (ret || !memcg)
2752                 return ret;
2753
2754         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype);
2755         return 0;
2756 }
2757
2758 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2759                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2760 {
2761         if (mem_cgroup_disabled())
2762                 return 0;
2763         /*
2764          * If already mapped, we don't have to account.
2765          * If page cache, page->mapping has address_space.
2766          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2767          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2768          * is NULL.
2769          */
2770         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2771                 return 0;
2772         if (unlikely(!mm))
2773                 mm = &init_mm;
2774         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2775                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2776 }
2777
2778 static void
2779 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2780                                         enum charge_type ctype);
2781
2782 static void
2783 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2784                                         enum charge_type ctype)
2785 {
2786         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2787         /*
2788          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2789          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2790          * LRU. Take care of it.
2791          */
2792         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2793         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
2794         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2795         return;
2796 }
2797
2798 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2799                                 gfp_t gfp_mask)
2800 {
2801         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2802         int ret;
2803
2804         if (mem_cgroup_disabled())
2805                 return 0;
2806         if (PageCompound(page))
2807                 return 0;
2808
2809         if (unlikely(!mm))
2810                 mm = &init_mm;
2811
2812         if (page_is_file_cache(page)) {
2813                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &memcg, true);
2814                 if (ret || !memcg)
2815                         return ret;
2816
2817                 /*
2818                  * FUSE reuses pages without going through the final
2819                  * put that would remove them from the LRU list, make
2820                  * sure that they get relinked properly.
2821                  */
2822                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg,
2823                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2824                 return ret;
2825         }
2826         /* shmem */
2827         if (PageSwapCache(page)) {
2828                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2829                 if (!ret)
2830                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2831                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2832         } else
2833                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2834                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2835
2836         return ret;
2837 }
2838
2839 /*
2840  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2841  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2842  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2843  * "commit()" or removed by "cancel()"
2844  */
2845 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2846                                  struct page *page,
2847                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
2848 {
2849         struct mem_cgroup *memcg;
2850         int ret;
2851
2852         *ptr = NULL;
2853
2854         if (mem_cgroup_disabled())
2855                 return 0;
2856
2857         if (!do_swap_account)
2858                 goto charge_cur_mm;
2859         /*
2860          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2861          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2862          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2863          * KSM case which does need to charge the page.
2864          */
2865         if (!PageSwapCache(page))
2866                 goto charge_cur_mm;
2867         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2868         if (!memcg)
2869                 goto charge_cur_mm;
2870         *ptr = memcg;
2871         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, ptr, true);
2872         css_put(&memcg->css);
2873         return ret;
2874 charge_cur_mm:
2875         if (unlikely(!mm))
2876                 mm = &init_mm;
2877         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, ptr, true);
2878 }
2879
2880 static void
2881 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2882                                         enum charge_type ctype)
2883 {
2884         if (mem_cgroup_disabled())
2885                 return;
2886         if (!ptr)
2887                 return;
2888         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
2889
2890         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, ptr, ctype);
2891         /*
2892          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2893          * counted both as mem and swap....double count.
2894          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2895          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2896          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2897          */
2898         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2899                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2900                 unsigned short id;
2901                 struct mem_cgroup *memcg;
2902
2903                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2904                 rcu_read_lock();
2905                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2906                 if (memcg) {
2907                         /*
2908                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2909                          * calling css_tryget
2910                          */
2911                         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2912                                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2913                         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2914                         mem_cgroup_put(memcg);
2915                 }
2916                 rcu_read_unlock();
2917         }
2918         /*
2919          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2920          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2921          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2922          */
2923         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
2924 }
2925
2926 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
2927 {
2928         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
2929                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2930 }
2931
2932 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2933 {
2934         if (mem_cgroup_disabled())
2935                 return;
2936         if (!memcg)
2937                 return;
2938         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2939 }
2940
2941 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2942                                    unsigned int nr_pages,
2943                                    const enum charge_type ctype)
2944 {
2945         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2946         bool uncharge_memsw = true;
2947
2948         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2949         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2950                 uncharge_memsw = false;
2951
2952         batch = &current->memcg_batch;
2953         /*
2954          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2955          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2956          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2957          */
2958         if (!batch->memcg)
2959                 batch->memcg = memcg;
2960         /*
2961          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2962          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2963          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2964          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2965          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2966          */
2967
2968         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2969                 goto direct_uncharge;
2970
2971         if (nr_pages > 1)
2972                 goto direct_uncharge;
2973
2974         /*
2975          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2976          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2977          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2978          */
2979         if (batch->memcg != memcg)
2980                 goto direct_uncharge;
2981         /* remember freed charge and uncharge it later */
2982         batch->nr_pages++;
2983         if (uncharge_memsw)
2984                 batch->memsw_nr_pages++;
2985         return;
2986 direct_uncharge:
2987         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2988         if (uncharge_memsw)
2989                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2990         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2991                 memcg_oom_recover(memcg);
2992         return;
2993 }
2994
2995 /*
2996  * uncharge if !page_mapped(page)
2997  */
2998 static struct mem_cgroup *
2999 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
3000 {
3001         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3002         unsigned int nr_pages = 1;
3003         struct page_cgroup *pc;
3004
3005         if (mem_cgroup_disabled())
3006                 return NULL;
3007
3008         if (PageSwapCache(page))
3009                 return NULL;
3010
3011         if (PageTransHuge(page)) {
3012                 nr_pages <<= compound_order(page);
3013                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3014         }
3015         /*
3016          * Check if our page_cgroup is valid
3017          */
3018         pc = lookup_page_cgroup(page);
3019         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
3020                 return NULL;
3021
3022         lock_page_cgroup(pc);
3023
3024         memcg = pc->mem_cgroup;
3025
3026         if (!PageCgroupUsed(pc))
3027                 goto unlock_out;
3028
3029         switch (ctype) {
3030         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
3031         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3032                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3033                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3034                         goto unlock_out;
3035                 break;
3036         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3037                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3038                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3039                                 goto unlock_out;
3040                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3041                                 goto unlock_out;
3042                 break;
3043         default:
3044                 break;
3045         }
3046
3047         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
3048
3049         ClearPageCgroupUsed(pc);
3050         /*
3051          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3052          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3053          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3054          * special functions.
3055          */
3056
3057         unlock_page_cgroup(pc);
3058         /*
3059          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3060          * will never be freed.
3061          */
3062         memcg_check_events(memcg, page);
3063         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3064                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3065                 mem_cgroup_get(memcg);
3066         }
3067         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3068                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3069
3070         return memcg;
3071
3072 unlock_out:
3073         unlock_page_cgroup(pc);
3074         return NULL;
3075 }
3076
3077 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3078 {
3079         /* early check. */
3080         if (page_mapped(page))
3081                 return;
3082         if (page->mapping && !PageAnon(page))
3083                 return;
3084         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3085 }
3086
3087 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3088 {
3089         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3090         VM_BUG_ON(page->mapping);
3091         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3092 }
3093
3094 /*
3095  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3096  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3097  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3098  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3099  * This may be called prural(2) times in a context,
3100  */
3101
3102 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3103 {
3104         current->memcg_batch.do_batch++;
3105         /* We can do nest. */
3106         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3107                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3108                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3109                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3110         }
3111 }
3112
3113 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3114 {
3115         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3116
3117         if (!batch->do_batch)
3118                 return;
3119
3120         batch->do_batch--;
3121         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3122                 return;
3123
3124         if (!batch->memcg)
3125                 return;
3126         /*
3127          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3128          * bacause we hide charges behind us.
3129          */
3130         if (batch->nr_pages)
3131                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3132                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3133         if (batch->memsw_nr_pages)
3134                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3135                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3136         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3137         /* forget this pointer (for sanity check) */
3138         batch->memcg = NULL;
3139 }
3140
3141 #ifdef CONFIG_SWAP
3142 /*
3143  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3144  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3145  */
3146 void
3147 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3148 {
3149         struct mem_cgroup *memcg;
3150         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3151
3152         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3153                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3154
3155         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3156
3157         /*
3158          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3159          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3160          */
3161         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3162                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3163 }
3164 #endif
3165
3166 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3167 /*
3168  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3169  * uncharge "memsw" account.
3170  */
3171 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3172 {
3173         struct mem_cgroup *memcg;
3174         unsigned short id;
3175
3176         if (!do_swap_account)
3177                 return;
3178
3179         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3180         rcu_read_lock();
3181         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3182         if (memcg) {
3183                 /*
3184                  * We uncharge this because swap is freed.
3185                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3186                  */
3187                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3188                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3189                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3190                 mem_cgroup_put(memcg);
3191         }
3192         rcu_read_unlock();
3193 }
3194
3195 /**
3196  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3197  * @entry: swap entry to be moved
3198  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3199  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3200  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3201  *
3202  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3203  * as the mem_cgroup's id of @from.
3204  *
3205  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3206  *
3207  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3208  * both res and memsw, and called css_get().
3209  */
3210 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3211                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3212 {
3213         unsigned short old_id, new_id;
3214
3215         old_id = css_id(&from->css);
3216         new_id = css_id(&to->css);
3217
3218         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3219                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3220                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3221                 /*
3222                  * This function is only called from task migration context now.
3223                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3224                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3225                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3226                  * because if the process that has been moved to @to does
3227                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3228                  */
3229                 mem_cgroup_get(to);
3230                 if (need_fixup) {
3231                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3232                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3233                         mem_cgroup_put(from);
3234                         /*
3235                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3236                          * uncharge to->res.
3237                          */
3238                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3239                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3240                 }
3241                 return 0;
3242         }
3243         return -EINVAL;
3244 }
3245 #else
3246 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3247                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3248 {
3249         return -EINVAL;
3250 }
3251 #endif
3252
3253 /*
3254  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3255  * page belongs to.
3256  */
3257 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3258         struct page *newpage, struct mem_cgroup **ptr, gfp_t gfp_mask)
3259 {
3260         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3261         struct page_cgroup *pc;
3262         enum charge_type ctype;
3263         int ret = 0;
3264
3265         *ptr = NULL;
3266
3267         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3268         if (mem_cgroup_disabled())
3269                 return 0;
3270
3271         pc = lookup_page_cgroup(page);
3272         lock_page_cgroup(pc);
3273         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3274                 memcg = pc->mem_cgroup;
3275                 css_get(&memcg->css);
3276                 /*
3277                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3278                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3279                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3280                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3281                  * until end_migration() is called
3282                  *
3283                  * Corner Case Thinking
3284                  * A)
3285                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3286                  * while migration was ongoing.
3287                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3288                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3289                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3290                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3291                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3292                  *
3293                  * B)
3294                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3295                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3296                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3297                  * without charging it again.
3298                  *
3299                  * C)
3300                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3301                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3302                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3303                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3304                  */
3305                 if (PageAnon(page))
3306                         SetPageCgroupMigration(pc);
3307         }
3308         unlock_page_cgroup(pc);
3309         /*
3310          * If the page is not charged at this point,
3311          * we return here.
3312          */
3313         if (!memcg)
3314                 return 0;
3315
3316         *ptr = memcg;
3317         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, ptr, false);
3318         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3319         if (ret || *ptr == NULL) {
3320                 if (PageAnon(page)) {
3321                         lock_page_cgroup(pc);
3322                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3323                         unlock_page_cgroup(pc);
3324                         /*
3325                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3326                          */
3327                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3328                 }
3329                 return -ENOMEM;
3330         }
3331         /*
3332          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3333          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3334          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3335          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3336          */
3337         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3338         if (PageAnon(page))
3339                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3340         else if (page_is_file_cache(page))
3341                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3342         else
3343                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3344         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
3345         return ret;
3346 }
3347
3348 /* remove redundant charge if migration failed*/
3349 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3350         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3351 {
3352         struct page *used, *unused;
3353         struct page_cgroup *pc;
3354
3355         if (!memcg)
3356                 return;
3357         /* blocks rmdir() */
3358         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3359         if (!migration_ok) {
3360                 used = oldpage;
3361                 unused = newpage;
3362         } else {
3363                 used = newpage;
3364                 unused = oldpage;
3365         }
3366         /*
3367          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3368          * of the page goes down to zero, temporarly.
3369          * Clear the flag and check the page should be charged.
3370          */
3371         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3372         lock_page_cgroup(pc);
3373         ClearPageCgroupMigration(pc);
3374         unlock_page_cgroup(pc);
3375
3376         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3377
3378         /*
3379          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3380          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3381          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3382          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3383          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3384          * check. (see prepare_charge() also)
3385          */
3386         if (PageAnon(used))
3387                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3388         /*
3389          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3390          * tasks.
3391          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3392          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3393          */
3394         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3395 }
3396
3397 /*
3398  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3399  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3400  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3401  */
3402 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3403                                   struct page *newpage)
3404 {
3405         struct mem_cgroup *memcg;
3406         struct page_cgroup *pc;
3407         struct zone *zone;
3408         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3409         unsigned long flags;
3410
3411         if (mem_cgroup_disabled())
3412                 return;
3413
3414         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3415         /* fix accounting on old pages */
3416         lock_page_cgroup(pc);
3417         memcg = pc->mem_cgroup;
3418         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3419         ClearPageCgroupUsed(pc);
3420         unlock_page_cgroup(pc);
3421
3422         if (PageSwapBacked(oldpage))
3423                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3424
3425         zone = page_zone(newpage);
3426         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3427         /*
3428          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3429          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3430          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3431          */
3432         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3433         if (PageLRU(newpage))
3434                 del_page_from_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3435         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type);
3436         if (PageLRU(newpage))
3437                 add_page_to_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3438         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3439 }
3440
3441 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3442 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3443 {
3444         struct page_cgroup *pc;
3445
3446         pc = lookup_page_cgroup(page);
3447         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3448                 return pc;
3449         return NULL;
3450 }
3451
3452 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3453 {
3454         if (mem_cgroup_disabled())
3455                 return false;
3456
3457         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3458 }
3459
3460 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3461 {
3462         struct page_cgroup *pc;
3463
3464         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3465         if (pc) {
3466                 int ret = -1;
3467                 char *path;
3468
3469                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3470                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3471
3472                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3473                 if (path) {
3474                         rcu_read_lock();
3475                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3476                                                         path, PATH_MAX);
3477                         rcu_read_unlock();
3478                 }
3479
3480                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3481                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3482                 kfree(path);
3483         }
3484 }
3485 #endif
3486
3487 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3488
3489 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3490                                 unsigned long long val)
3491 {
3492         int retry_count;
3493         u64 memswlimit, memlimit;
3494         int ret = 0;
3495         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3496         u64 curusage, oldusage;
3497         int enlarge;
3498
3499         /*
3500          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3501          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3502          * of # of children which we should visit in this loop.
3503          */
3504         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3505
3506         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3507
3508         enlarge = 0;
3509         while (retry_count) {
3510                 if (signal_pending(current)) {
3511                         ret = -EINTR;
3512                         break;
3513                 }
3514                 /*
3515                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3516                  * open coded manner. You see what this really does.
3517                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3518                  */
3519                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3520                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3521                 if (memswlimit < val) {
3522                         ret = -EINVAL;
3523                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3524                         break;
3525                 }
3526
3527                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3528                 if (memlimit < val)
3529                         enlarge = 1;
3530
3531                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3532                 if (!ret) {
3533                         if (memswlimit == val)
3534                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3535                         else
3536                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3537                 }
3538                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3539
3540                 if (!ret)
3541                         break;
3542
3543                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3544                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3545                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3546                 /* Usage is reduced ? */
3547                 if (curusage >= oldusage)
3548                         retry_count--;
3549                 else
3550                         oldusage = curusage;
3551         }
3552         if (!ret && enlarge)
3553                 memcg_oom_recover(memcg);
3554
3555         return ret;
3556 }
3557
3558 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3559                                         unsigned long long val)
3560 {
3561         int retry_count;
3562         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3563         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3564         int ret = -EBUSY;
3565         int enlarge = 0;
3566
3567         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3568         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3569         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3570         while (retry_count) {
3571                 if (signal_pending(current)) {
3572                         ret = -EINTR;
3573                         break;
3574                 }
3575                 /*
3576                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3577                  * open coded manner. You see what this really does.
3578                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3579                  */
3580                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3581                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3582                 if (memlimit > val) {
3583                         ret = -EINVAL;
3584                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3585                         break;
3586                 }
3587                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3588                 if (memswlimit < val)
3589                         enlarge = 1;
3590                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3591                 if (!ret) {
3592                         if (memlimit == val)
3593                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3594                         else
3595                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3596                 }
3597                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3598
3599                 if (!ret)
3600                         break;
3601
3602                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3603                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3604                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3605                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3606                 /* Usage is reduced ? */
3607                 if (curusage >= oldusage)
3608                         retry_count--;
3609                 else
3610                         oldusage = curusage;
3611         }
3612         if (!ret && enlarge)
3613                 memcg_oom_recover(memcg);
3614         return ret;
3615 }
3616
3617 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3618                                             gfp_t gfp_mask,
3619                                             unsigned long *total_scanned)
3620 {
3621         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3622         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3623         unsigned long reclaimed;
3624         int loop = 0;
3625         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3626         unsigned long long excess;
3627         unsigned long nr_scanned;
3628
3629         if (order > 0)
3630                 return 0;
3631
3632         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3633         /*
3634          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3635          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3636          * pressure
3637          */
3638         do {
3639                 if (next_mz)
3640                         mz = next_mz;
3641                 else
3642                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3643                 if (!mz)
3644                         break;
3645
3646                 nr_scanned = 0;
3647                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->mem, zone,
3648                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3649                 nr_reclaimed += reclaimed;
3650                 *total_scanned += nr_scanned;
3651                 spin_lock(&mctz->lock);
3652
3653                 /*
3654                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3655                  * it is time to move on to the next cgroup
3656                  */
3657                 next_mz = NULL;
3658                 if (!reclaimed) {
3659                         do {
3660                                 /*
3661                                  * Loop until we find yet another one.
3662                                  *
3663                                  * By the time we get the soft_limit lock
3664                                  * again, someone might have aded the
3665                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3666                                  * make sure we get a different mem.
3667                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3668                                  * NULL if no other cgroup is present on
3669                                  * the tree
3670                                  */
3671                                 next_mz =
3672                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3673                                 if (next_mz == mz)
3674                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3675                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3676                                         break;
3677                         } while (1);
3678                 }
3679                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3680                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3681                 /*
3682                  * One school of thought says that we should not add
3683                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3684                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3685                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3686                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3687                  * term TODO.
3688                  */
3689                 /* If excess == 0, no tree ops */
3690                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3691                 spin_unlock(&mctz->lock);
3692                 css_put(&mz->mem->css);
3693                 loop++;
3694                 /*
3695                  * Could not reclaim anything and there are no more
3696                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3697                  * reclaiming anything.
3698                  */
3699                 if (!nr_reclaimed &&
3700                         (next_mz == NULL ||
3701                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3702                         break;
3703         } while (!nr_reclaimed);
3704         if (next_mz)
3705                 css_put(&next_mz->mem->css);
3706         return nr_reclaimed;
3707 }
3708
3709 /*
3710  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3711  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3712  */
3713 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3714                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3715 {
3716         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3717         unsigned long flags, loop;
3718         struct list_head *list;
3719         struct page *busy;
3720         struct zone *zone;
3721         int ret = 0;
3722
3723         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3724         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3725         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3726
3727         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3728         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3729         loop += 256;
3730         busy = NULL;
3731         while (loop--) {
3732                 struct page_cgroup *pc;
3733                 struct page *page;
3734
3735                 ret = 0;
3736                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3737                 if (list_empty(list)) {
3738                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3739                         break;
3740                 }
3741                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3742                 if (busy == page) {
3743                         list_move(&page->lru, list);
3744                         busy = NULL;
3745                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3746                         continue;
3747                 }
3748                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3749
3750                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3751
3752                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3753                 if (ret == -ENOMEM)
3754                         break;
3755
3756                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3757                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3758                         busy = page;
3759                         cond_resched();
3760                 } else
3761                         busy = NULL;
3762         }
3763
3764         if (!ret && !list_empty(list))
3765                 return -EBUSY;
3766         return ret;
3767 }
3768
3769 /*
3770  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3771  * This enables deleting this mem_cgroup.
3772  */
3773 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3774 {
3775         int ret;
3776         int node, zid, shrink;
3777         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3778         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3779
3780         css_get(&memcg->css);
3781
3782         shrink = 0;
3783         /* should free all ? */
3784         if (free_all)
3785                 goto try_to_free;
3786 move_account:
3787         do {
3788                 ret = -EBUSY;
3789                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3790                         goto out;
3791                 ret = -EINTR;
3792                 if (signal_pending(current))
3793                         goto out;
3794                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3795                 lru_add_drain_all();
3796                 drain_all_stock_sync(memcg);
3797                 ret = 0;
3798                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3799                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3800                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3801                                 enum lru_list l;
3802                                 for_each_lru(l) {
3803                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3804                                                         node, zid, l);
3805                                         if (ret)
3806                                                 break;
3807                                 }
3808                         }
3809                         if (ret)
3810                                 break;
3811                 }
3812                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3813                 memcg_oom_recover(memcg);
3814                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3815                 if (ret == -ENOMEM)
3816                         goto try_to_free;
3817                 cond_resched();
3818         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3819         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3820 out:
3821         css_put(&memcg->css);
3822         return ret;
3823
3824 try_to_free:
3825         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3826         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3827                 ret = -EBUSY;
3828                 goto out;
3829         }
3830         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3831         lru_add_drain_all();
3832         /* try to free all pages in this cgroup */
3833         shrink = 1;
3834         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3835                 int progress;
3836
3837                 if (signal_pending(current)) {
3838                         ret = -EINTR;
3839                         goto out;
3840                 }
3841                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3842                                                 false);
3843                 if (!progress) {
3844                         nr_retries--;
3845                         /* maybe some writeback is necessary */
3846                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3847                 }
3848
3849         }
3850         lru_add_drain();
3851         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3852         goto move_account;
3853 }
3854
3855 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3856 {
3857         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3858 }
3859
3860
3861 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3862 {
3863         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3864 }
3865
3866 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3867                                         u64 val)
3868 {
3869         int retval = 0;
3870         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3871         struct cgroup *parent = cont->parent;
3872         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3873
3874         if (parent)
3875                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3876
3877         cgroup_lock();
3878         /*
3879          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3880          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3881          * occur, provided the current cgroup has no children.
3882          *
3883          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3884          * set if there are no children.
3885          */
3886         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3887                                 (val == 1 || val == 0)) {
3888                 if (list_empty(&cont->children))
3889                         memcg->use_hierarchy = val;
3890                 else
3891                         retval = -EBUSY;
3892         } else
3893                 retval = -EINVAL;
3894         cgroup_unlock();
3895
3896         return retval;
3897 }
3898
3899
3900 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3901                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3902 {
3903         struct mem_cgroup *iter;
3904         long val = 0;
3905
3906         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3907         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3908                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3909
3910         if (val < 0) /* race ? */
3911                 val = 0;
3912         return val;
3913 }
3914
3915 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3916 {
3917         u64 val;
3918
3919         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3920                 if (!swap)
3921                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3922                 else
3923                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3924         }
3925
3926         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3927         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3928
3929         if (swap)
3930                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3931
3932         return val << PAGE_SHIFT;
3933 }
3934
3935 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3936 {
3937         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3938         u64 val;
3939         int type, name;
3940
3941         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3942         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3943         switch (type) {
3944         case _MEM:
3945                 if (name == RES_USAGE)
3946                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3947                 else
3948                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3949                 break;
3950         case _MEMSWAP:
3951                 if (name == RES_USAGE)
3952                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3953                 else
3954                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3955                 break;
3956         default:
3957                 BUG();
3958                 break;
3959         }
3960         return val;
3961 }
3962 /*
3963  * The user of this function is...
3964  * RES_LIMIT.
3965  */
3966 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3967                             const char *buffer)
3968 {
3969         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3970         int type, name;
3971         unsigned long long val;
3972         int ret;
3973
3974         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3975         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3976         switch (name) {
3977         case RES_LIMIT:
3978                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3979                         ret = -EINVAL;
3980                         break;
3981                 }
3982                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3983                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3984                 if (ret)
3985                         break;
3986                 if (type == _MEM)
3987                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3988                 else
3989                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3990                 break;
3991         case RES_SOFT_LIMIT:
3992                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3993                 if (ret)
3994                         break;
3995                 /*
3996                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3997                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3998                  * control without swap
3999                  */
4000                 if (type == _MEM)
4001                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4002                 else
4003                         ret = -EINVAL;
4004                 break;
4005         default:
4006                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4007                 break;
4008         }
4009         return ret;
4010 }
4011
4012 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4013                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4014 {
4015         struct cgroup *cgroup;
4016         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4017
4018         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4019         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4020         cgroup = memcg->css.cgroup;
4021         if (!memcg->use_hierarchy)
4022                 goto out;
4023
4024         while (cgroup->parent) {
4025                 cgroup = cgroup->parent;
4026                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4027                 if (!memcg->use_hierarchy)
4028                         break;
4029                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4030                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4031                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4032                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4033         }
4034 out:
4035         *mem_limit = min_limit;
4036         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4037         return;
4038 }
4039
4040 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4041 {
4042         struct mem_cgroup *memcg;
4043         int type, name;
4044
4045         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4046         type = MEMFILE_TYPE(event);
4047         name = MEMFILE_ATTR(event);
4048         switch (name) {
4049         case RES_MAX_USAGE:
4050                 if (type == _MEM)
4051                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4052                 else
4053                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4054                 break;
4055         case RES_FAILCNT:
4056                 if (type == _MEM)
4057                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4058                 else
4059                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4060                 break;
4061         }
4062
4063         return 0;
4064 }
4065
4066 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4067                                         struct cftype *cft)
4068 {
4069         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4070 }
4071
4072 #ifdef CONFIG_MMU
4073 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4074                                         struct cftype *cft, u64 val)
4075 {
4076         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4077
4078         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4079                 return -EINVAL;
4080         /*
4081          * We check this value several times in both in can_attach() and
4082          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4083          * inconsistent.
4084          */
4085         cgroup_lock();
4086         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4087         cgroup_unlock();
4088
4089         return 0;
4090 }
4091 #else
4092 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4093                                         struct cftype *cft, u64 val)
4094 {
4095         return -ENOSYS;
4096 }
4097 #endif
4098
4099
4100 /* For read statistics */
4101 enum {
4102         MCS_CACHE,
4103         MCS_RSS,
4104         MCS_FILE_MAPPED,
4105         MCS_PGPGIN,
4106         MCS_PGPGOUT,
4107         MCS_SWAP,
4108         MCS_PGFAULT,
4109         MCS_PGMAJFAULT,
4110         MCS_INACTIVE_ANON,
4111         MCS_ACTIVE_ANON,
4112         MCS_INACTIVE_FILE,
4113         MCS_ACTIVE_FILE,
4114         MCS_UNEVICTABLE,
4115         NR_MCS_STAT,
4116 };
4117
4118 struct mcs_total_stat {
4119         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4120 };
4121
4122 struct {
4123         char *local_name;
4124         char *total_name;
4125 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4126         {"cache", "total_cache"},
4127         {"rss", "total_rss"},
4128         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4129         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4130         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4131         {"swap", "total_swap"},
4132         {"pgfault", "total_pgfault"},
4133         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4134         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4135         {"active_anon", "total_active_anon"},
4136         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4137         {"active_file", "total_active_file"},
4138         {"unevictable", "total_unevictable"}
4139 };
4140
4141
4142 static void
4143 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4144 {
4145         s64 val;
4146
4147         /* per cpu stat */
4148         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4149         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4150         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4151         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4152         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4153         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4154         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4155         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4156         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4157         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4158         if (do_swap_account) {
4159                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4160                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4161         }
4162         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4163         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4164         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4165         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4166
4167         /* per zone stat */
4168         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4169         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4170         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4171         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4172         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4173         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4174         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4175         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4176         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4177         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4178 }
4179
4180 static void
4181 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4182 {
4183         struct mem_cgroup *iter;
4184
4185         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4186                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4187 }
4188
4189 #ifdef CONFIG_NUMA
4190 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4191 {
4192         int nid;
4193         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4194         unsigned long node_nr;
4195         struct cgroup *cont = m->private;
4196         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4197
4198         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL);
4199         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4200         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4201                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid, LRU_ALL);
4202                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4203         }
4204         seq_putc(m, '\n');
4205
4206         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_FILE);
4207         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4208         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4209                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4210                                 LRU_ALL_FILE);
4211                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4212         }
4213         seq_putc(m, '\n');
4214
4215         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_ANON);
4216         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4217         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4218                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4219                                 LRU_ALL_ANON);
4220                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4221         }
4222         seq_putc(m, '\n');
4223
4224         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4225         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4226         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4227                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4228                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4229                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4230         }
4231         seq_putc(m, '\n');
4232         return 0;
4233 }
4234 #endif /* CONFIG_NUMA */
4235
4236 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4237                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4238 {
4239         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4240         struct mcs_total_stat mystat;
4241         int i;
4242
4243         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4244         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4245
4246
4247         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4248                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4249                         continue;
4250                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4251         }
4252
4253         /* Hierarchical information */
4254         {
4255                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4256                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4257                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4258                 if (do_swap_account)
4259                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4260         }
4261
4262         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4263         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4264         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4265                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4266                         continue;
4267                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4268         }
4269
4270 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4271         {
4272                 int nid, zid;
4273                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4274                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4275                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4276
4277                 for_each_online_node(nid)
4278                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4279                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4280
4281                                 recent_rotated[0] +=
4282                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4283                                 recent_rotated[1] +=
4284                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4285                                 recent_scanned[0] +=
4286                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4287                                 recent_scanned[1] +=
4288                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4289                         }
4290                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4291                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4292                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4293                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4294         }
4295 #endif
4296
4297         return 0;
4298 }
4299
4300 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4301 {
4302         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4303
4304         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4305 }
4306
4307 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4308                                        u64 val)
4309 {
4310         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4311         struct mem_cgroup *parent;
4312
4313         if (val > 100)
4314                 return -EINVAL;
4315
4316         if (cgrp->parent == NULL)
4317                 return -EINVAL;
4318
4319         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4320
4321         cgroup_lock();
4322
4323         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4324         if ((parent->use_hierarchy) ||
4325             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4326                 cgroup_unlock();
4327                 return -EINVAL;
4328         }
4329
4330         memcg->swappiness = val;
4331
4332         cgroup_unlock();
4333
4334         return 0;
4335 }
4336
4337 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4338 {
4339         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4340         u64 usage;
4341         int i;
4342
4343         rcu_read_lock();
4344         if (!swap)
4345                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4346         else
4347                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4348
4349         if (!t)
4350                 goto unlock;
4351
4352         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4353
4354         /*
4355          * current_threshold points to threshold just below usage.
4356          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4357          * call of __mem_cgroup_threshold().
4358          */
4359         i = t->current_threshold;
4360
4361         /*
4362          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4363          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4364          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4365          * only one element of the array here.
4366          */
4367         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4368                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4369
4370         /* i = current_threshold + 1 */
4371         i++;
4372
4373         /*
4374          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4375          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4376          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4377          * only one element of the array here.
4378          */
4379         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4380                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4381
4382         /* Update current_threshold */
4383         t->current_threshold = i - 1;
4384 unlock:
4385         rcu_read_unlock();
4386 }
4387
4388 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4389 {
4390         while (memcg) {
4391                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4392                 if (do_swap_account)
4393                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4394
4395                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4396         }
4397 }
4398
4399 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4400 {
4401         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4402         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4403
4404         return _a->threshold - _b->threshold;
4405 }
4406
4407 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4408 {
4409         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4410
4411         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4412                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4413         return 0;
4414 }
4415
4416 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4417 {
4418         struct mem_cgroup *iter;
4419
4420         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4421                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4422 }
4423
4424 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4425         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4426 {
4427         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4428         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4429         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4430         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4431         u64 threshold, usage;
4432         int i, size, ret;
4433
4434         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4435         if (ret)
4436                 return ret;
4437
4438         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4439
4440         if (type == _MEM)
4441                 thresholds = &memcg->thresholds;
4442         else if (type == _MEMSWAP)
4443                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4444         else
4445                 BUG();
4446
4447         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4448
4449         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4450         if (thresholds->primary)
4451                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4452
4453         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4454
4455         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4456         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4457                         GFP_KERNEL);
4458         if (!new) {
4459                 ret = -ENOMEM;
4460                 goto unlock;
4461         }
4462         new->size = size;
4463
4464         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4465         if (thresholds->primary) {
4466                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4467                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4468         }
4469
4470         /* Add new threshold */
4471         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4472         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4473
4474         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4475         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4476                         compare_thresholds, NULL);
4477
4478         /* Find current threshold */
4479         new->current_threshold = -1;
4480         for (i = 0; i < size; i++) {
4481                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4482                         /*
4483                          * new->current_threshold will not be used until
4484                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4485                          * it here.
4486                          */
4487                         ++new->current_threshold;
4488                 }
4489         }
4490
4491         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4492         kfree(thresholds->spare);
4493         thresholds->spare = thresholds->primary;
4494
4495         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4496
4497         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4498         synchronize_rcu();
4499
4500 unlock:
4501         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4502
4503         return ret;
4504 }
4505
4506 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4507         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4508 {
4509         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4510         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4511         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4512         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4513         u64 usage;
4514         int i, j, size;
4515
4516         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4517         if (type == _MEM)
4518                 thresholds = &memcg->thresholds;
4519         else if (type == _MEMSWAP)
4520                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4521         else
4522                 BUG();
4523
4524         /*
4525          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4526          * if we don't have thresholds
4527          */
4528         BUG_ON(!thresholds);
4529
4530         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4531
4532         /* Check if a threshold crossed before removing */
4533         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4534
4535         /* Calculate new number of threshold */
4536         size = 0;
4537         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4538                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4539                         size++;
4540         }
4541
4542         new = thresholds->spare;
4543
4544         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4545         if (!size) {
4546                 kfree(new);
4547                 new = NULL;
4548                 goto swap_buffers;
4549         }
4550
4551         new->size = size;
4552
4553         /* Copy thresholds and find current threshold */
4554         new->current_threshold = -1;
4555         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4556                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4557                         continue;
4558
4559                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4560                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4561                         /*
4562                          * new->current_threshold will not be used
4563                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4564                          * it here.
4565                          */
4566                         ++new->current_threshold;
4567                 }
4568                 j++;
4569         }
4570
4571 swap_buffers:
4572         /* Swap primary and spare array */
4573         thresholds->spare = thresholds->primary;
4574         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4575
4576         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4577         synchronize_rcu();
4578
4579         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4580 }
4581
4582 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4583         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4584 {
4585         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4586         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4587         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4588
4589         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4590         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4591         if (!event)
4592                 return -ENOMEM;
4593
4594         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4595
4596         event->eventfd = eventfd;
4597         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4598
4599         /* already in OOM ? */
4600         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4601                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4602         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4603
4604         return 0;
4605 }
4606
4607 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4608         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4609 {
4610         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4611         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4612         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4613
4614         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4615
4616         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4617
4618         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4619                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4620                         list_del(&ev->list);
4621                         kfree(ev);
4622                 }
4623         }
4624
4625         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4626 }
4627
4628 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4629         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4630 {
4631         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4632
4633         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4634
4635         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4636                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4637         else
4638                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4639         return 0;
4640 }
4641
4642 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4643         struct cftype *cft, u64 val)
4644 {
4645         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4646         struct mem_cgroup *parent;
4647
4648         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4649         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4650                 return -EINVAL;
4651
4652         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4653
4654         cgroup_lock();
4655         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4656         if ((parent->use_hierarchy) ||
4657             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4658                 cgroup_unlock();
4659                 return -EINVAL;
4660         }
4661         memcg->oom_kill_disable = val;
4662         if (!val)
4663                 memcg_oom_recover(memcg);
4664         cgroup_unlock();
4665         return 0;
4666 }
4667
4668 #ifdef CONFIG_NUMA
4669 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4670         .read = seq_read,
4671         .llseek = seq_lseek,
4672         .release = single_release,
4673 };
4674
4675 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4676 {
4677         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4678
4679         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4680         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4681 }
4682 #endif /* CONFIG_NUMA */
4683
4684 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4685 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4686 {
4687         /*
4688          * Part of this would be better living in a separate allocation
4689          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4690          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4691          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4692          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4693          */
4694         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4695 };
4696
4697 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4698                                 struct cgroup *cont)
4699 {
4700         mem_cgroup_sockets_destroy(cont, ss);
4701 }
4702 #else
4703 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4704 {
4705         return 0;
4706 }
4707
4708 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4709                                 struct cgroup *cont)
4710 {
4711 }
4712 #endif
4713
4714 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4715         {
4716                 .name = "usage_in_bytes",
4717                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4718                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4719                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4720                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4721         },
4722         {
4723                 .name = "max_usage_in_bytes",
4724                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4725                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4726                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4727         },
4728         {
4729                 .name = "limit_in_bytes",
4730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4731                 .write_string = mem_cgroup_write,
4732                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4733         },
4734         {
4735                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4736                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4737                 .write_string = mem_cgroup_write,
4738                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4739         },
4740         {
4741                 .name = "failcnt",
4742                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4743                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4744                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4745         },
4746         {
4747                 .name = "stat",
4748                 .read_map = mem_control_stat_show,
4749         },
4750         {
4751                 .name = "force_empty",
4752                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4753         },
4754         {
4755                 .name = "use_hierarchy",
4756                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4757                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4758         },
4759         {
4760                 .name = "swappiness",
4761                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4762                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4763         },
4764         {
4765                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4766                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4767                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4768         },
4769         {
4770                 .name = "oom_control",
4771                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4772                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4773                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4774                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4775                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4776         },
4777 #ifdef CONFIG_NUMA
4778         {
4779                 .name = "numa_stat",
4780                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4781                 .mode = S_IRUGO,
4782         },
4783 #endif
4784 };
4785
4786 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4787 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4788         {
4789                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4790                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4791                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4792                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4793                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4794         },
4795         {
4796                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4797                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4798                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4799                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4800         },
4801         {
4802                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4803                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4804                 .write_string = mem_cgroup_write,
4805                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4806         },
4807         {
4808                 .name = "memsw.failcnt",
4809                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4810                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4811                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4812         },
4813 };
4814
4815 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4816 {
4817         if (!do_swap_account)
4818                 return 0;
4819         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4820                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4821 };
4822 #else
4823 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4824 {
4825         return 0;
4826 }
4827 #endif
4828
4829 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4830 {
4831         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4832         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4833         enum lru_list l;
4834         int zone, tmp = node;
4835         /*
4836          * This routine is called against possible nodes.
4837          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4838          *
4839          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4840          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4841          *       function.
4842          */
4843         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4844                 tmp = -1;
4845         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4846         if (!pn)
4847                 return 1;
4848
4849         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4850                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4851                 for_each_lru(l)
4852                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[l]);
4853                 mz->usage_in_excess = 0;
4854                 mz->on_tree = false;
4855                 mz->mem = memcg;
4856         }
4857         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4858         return 0;
4859 }
4860
4861 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4862 {
4863         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4864 }
4865
4866 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4867 {
4868         struct mem_cgroup *mem;
4869         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4870
4871         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4872         if (size < PAGE_SIZE)
4873                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4874         else
4875                 mem = vzalloc(size);
4876
4877         if (!mem)
4878                 return NULL;
4879
4880         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4881         if (!mem->stat)
4882                 goto out_free;
4883         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4884         return mem;
4885
4886 out_free:
4887         if (size < PAGE_SIZE)
4888                 kfree(mem);
4889         else
4890                 vfree(mem);
4891         return NULL;
4892 }
4893
4894 /*
4895  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4896  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4897  *
4898  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4899  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4900  * it goes down to 0.
4901  *
4902  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4903  */
4904
4905 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4906 {
4907         int node;
4908
4909         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4910         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4911
4912         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4913                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4914
4915         free_percpu(memcg->stat);
4916         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4917                 kfree(memcg);
4918         else
4919                 vfree(memcg);
4920 }
4921
4922 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4923 {
4924         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4925 }
4926
4927 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4928 {
4929         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4930                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4931                 __mem_cgroup_free(memcg);
4932                 if (parent)
4933                         mem_cgroup_put(parent);
4934         }
4935 }
4936
4937 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4938 {
4939         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4940 }
4941
4942 /*
4943  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4944  */
4945 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4946 {
4947         if (!memcg->res.parent)
4948                 return NULL;
4949         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4950 }
4951 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4952
4953 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4954 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4955 {
4956         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4957                 do_swap_account = 1;
4958 }
4959 #else
4960 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4961 {
4962 }
4963 #endif
4964
4965 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4966 {
4967         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4968         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4969         int tmp, node, zone;
4970
4971         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4972                 tmp = node;
4973                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4974                         tmp = -1;
4975                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4976                 if (!rtpn)
4977                         return 1;
4978
4979                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4980
4981                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4982                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4983                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4984                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4985                 }
4986         }
4987         return 0;
4988 }
4989
4990 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4991 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4992 {
4993         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4994         long error = -ENOMEM;
4995         int node;
4996
4997         memcg = mem_cgroup_alloc();
4998         if (!memcg)
4999                 return ERR_PTR(error);
5000
5001         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
5002                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5003                         goto free_out;
5004
5005         /* root ? */
5006         if (cont->parent == NULL) {
5007                 int cpu;
5008                 enable_swap_cgroup();
5009                 parent = NULL;
5010                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
5011                         goto free_out;
5012                 root_mem_cgroup = memcg;
5013                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5014                         struct memcg_stock_pcp *stock =
5015                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
5016                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
5017                 }
5018                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5019         } else {
5020                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5021                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5022                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5023         }
5024
5025         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5026                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5027                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5028                 /*
5029                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5030                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5031                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5032                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5033                  */
5034                 mem_cgroup_get(parent);
5035         } else {
5036                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5037                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5038         }
5039         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5040         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5041
5042         if (parent)
5043                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5044         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5045         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5046         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5047         return &memcg->css;
5048 free_out:
5049         __mem_cgroup_free(memcg);
5050         return ERR_PTR(error);
5051 }
5052
5053 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5054                                         struct cgroup *cont)
5055 {
5056         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5057
5058         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5059 }
5060
5061 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5062                                 struct cgroup *cont)
5063 {
5064         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5065
5066         kmem_cgroup_destroy(ss, cont);
5067
5068         mem_cgroup_put(memcg);
5069 }
5070
5071 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5072                                 struct cgroup *cont)
5073 {
5074         int ret;
5075
5076         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5077                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5078
5079         if (!ret)
5080                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5081
5082         if (!ret)
5083                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5084
5085         return ret;
5086 }
5087
5088 #ifdef CONFIG_MMU
5089 /* Handlers for move charge at task migration. */
5090 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5091 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5092 {
5093         int ret = 0;
5094         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5095         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5096
5097         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5098                 mc.precharge += count;
5099                 /* we don't need css_get for root */
5100                 return ret;
5101         }
5102         /* try to charge at once */
5103         if (count > 1) {
5104                 struct res_counter *dummy;
5105                 /*
5106                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5107                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5108                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5109                  * css_get().
5110                  */
5111                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5112                         goto one_by_one;
5113                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5114                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5115                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5116                         goto one_by_one;
5117                 }
5118                 mc.precharge += count;
5119                 return ret;
5120         }
5121 one_by_one:
5122         /* fall back to one by one charge */
5123         while (count--) {
5124                 if (signal_pending(current)) {
5125                         ret = -EINTR;
5126                         break;
5127                 }
5128                 if (!batch_count--) {
5129                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5130                         cond_resched();
5131                 }
5132                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5133                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5134                 if (ret || !memcg)
5135                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5136                         return -ENOMEM;
5137                 mc.precharge++;
5138         }
5139         return ret;
5140 }
5141
5142 /**
5143  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5144  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5145  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5146  * @ptent: the pte to be checked
5147  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5148  *
5149  * Returns
5150  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5151  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5152  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5153  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5154  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5155  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5156  *     in target->ent.
5157  *
5158  * Called with pte lock held.
5159  */
5160 union mc_target {
5161         struct page     *page;
5162         swp_entry_t     ent;
5163 };
5164
5165 enum mc_target_type {
5166         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5167         MC_TARGET_PAGE,
5168         MC_TARGET_SWAP,
5169 };
5170
5171 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5172                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5173 {
5174         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5175
5176         if (!page || !page_mapped(page))
5177                 return NULL;
5178         if (PageAnon(page)) {
5179                 /* we don't move shared anon */
5180                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5181                         return NULL;
5182         } else if (!move_file())
5183                 /* we ignore mapcount for file pages */
5184                 return NULL;
5185         if (!get_page_unless_zero(page))
5186                 return NULL;
5187
5188         return page;
5189 }
5190
5191 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5192                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5193 {
5194         int usage_count;
5195         struct page *page = NULL;
5196         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5197
5198         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5199                 return NULL;
5200         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5201         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5202                 if (page)
5203                         put_page(page);
5204                 return NULL;
5205         }
5206         if (do_swap_account)
5207                 entry->val = ent.val;
5208
5209         return page;
5210 }
5211
5212 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5213                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5214 {
5215         struct page *page = NULL;
5216         struct inode *inode;
5217         struct address_space *mapping;
5218         pgoff_t pgoff;
5219
5220         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5221                 return NULL;
5222         if (!move_file())
5223                 return NULL;
5224
5225         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5226         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5227         if (pte_none(ptent))
5228                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5229         else /* pte_file(ptent) is true */
5230                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5231
5232         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5233         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5234
5235 #ifdef CONFIG_SWAP
5236         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5237         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5238                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5239                 if (do_swap_account)
5240                         *entry = swap;
5241                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5242         }
5243 #endif
5244         return page;
5245 }
5246
5247 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5248                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5249 {
5250         struct page *page = NULL;
5251         struct page_cgroup *pc;
5252         int ret = 0;
5253         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5254
5255         if (pte_present(ptent))
5256                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5257         else if (is_swap_pte(ptent))
5258                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5259         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5260                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5261
5262         if (!page && !ent.val)
5263                 return 0;
5264         if (page) {
5265                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5266                 /*
5267                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5268                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5269                  * the lock.
5270                  */
5271                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5272                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5273                         if (target)
5274                                 target->page = page;
5275                 }
5276                 if (!ret || !target)
5277                         put_page(page);
5278         }
5279         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5280         if (ent.val && !ret &&
5281                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup(ent)) {
5282                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5283                 if (target)
5284                         target->ent = ent;
5285         }
5286         return ret;
5287 }
5288
5289 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5290                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5291                                         struct mm_walk *walk)
5292 {
5293         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5294         pte_t *pte;
5295         spinlock_t *ptl;
5296
5297         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5298
5299         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5300         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5301                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5302                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5303         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5304         cond_resched();
5305
5306         return 0;
5307 }
5308
5309 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5310 {
5311         unsigned long precharge;
5312         struct vm_area_struct *vma;
5313
5314         down_read(&mm->mmap_sem);
5315         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5316                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5317                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5318                         .mm = mm,
5319                         .private = vma,
5320                 };
5321                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5322                         continue;
5323                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5324                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5325         }
5326         up_read(&mm->mmap_sem);
5327
5328         precharge = mc.precharge;
5329         mc.precharge = 0;
5330
5331         return precharge;
5332 }
5333
5334 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5335 {
5336         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5337
5338         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5339         mc.moving_task = current;
5340         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5341 }
5342
5343 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5344 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5345 {
5346         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5347         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5348
5349         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5350         if (mc.precharge) {
5351                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5352                 mc.precharge = 0;
5353         }
5354         /*
5355          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5356          * we must uncharge here.
5357          */
5358         if (mc.moved_charge) {
5359                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5360                 mc.moved_charge = 0;
5361         }
5362         /* we must fixup refcnts and charges */
5363         if (mc.moved_swap) {
5364                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5365                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5366                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5367                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5368                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5369
5370                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5371                         /*
5372                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5373                          * uncharge to->res.
5374                          */
5375                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5376                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5377                 }
5378                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5379                 mc.moved_swap = 0;
5380         }
5381         memcg_oom_recover(from);
5382         memcg_oom_recover(to);
5383         wake_up_all(&mc.waitq);
5384 }
5385
5386 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5387 {
5388         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5389
5390         /*
5391          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5392          * task migration.
5393          */
5394         mc.moving_task = NULL;
5395         __mem_cgroup_clear_mc();
5396         spin_lock(&mc.lock);
5397         mc.from = NULL;
5398         mc.to = NULL;
5399         spin_unlock(&mc.lock);
5400         mem_cgroup_end_move(from);
5401 }
5402
5403 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5404                                 struct cgroup *cgroup,
5405                                 struct cgroup_taskset *tset)
5406 {
5407         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5408         int ret = 0;
5409         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5410
5411         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5412                 struct mm_struct *mm;
5413                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5414
5415                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5416
5417                 mm = get_task_mm(p);
5418                 if (!mm)
5419                         return 0;
5420                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5421                 if (mm->owner == p) {
5422                         VM_BUG_ON(mc.from);
5423                         VM_BUG_ON(mc.to);
5424                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5425                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5426                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5427                         mem_cgroup_start_move(from);
5428                         spin_lock(&mc.lock);
5429                         mc.from = from;
5430                         mc.to = memcg;
5431                         spin_unlock(&mc.lock);
5432                         /* We set mc.moving_task later */
5433
5434                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5435                         if (ret)
5436                                 mem_cgroup_clear_mc();
5437                 }
5438                 mmput(mm);
5439         }
5440         return ret;
5441 }
5442
5443 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5444                                 struct cgroup *cgroup,
5445                                 struct cgroup_taskset *tset)
5446 {
5447         mem_cgroup_clear_mc();
5448 }
5449
5450 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5451                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5452                                 struct mm_walk *walk)
5453 {
5454         int ret = 0;
5455         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5456         pte_t *pte;
5457         spinlock_t *ptl;
5458
5459         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5460 retry:
5461         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5462         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5463                 pte_t ptent = *(pte++);
5464                 union mc_target target;
5465                 int type;
5466                 struct page *page;
5467                 struct page_cgroup *pc;
5468                 swp_entry_t ent;
5469
5470                 if (!mc.precharge)
5471                         break;
5472
5473                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5474                 switch (type) {
5475                 case MC_TARGET_PAGE:
5476                         page = target.page;
5477                         if (isolate_lru_page(page))
5478                                 goto put;
5479                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5480                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5481                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5482                                 mc.precharge--;
5483                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5484                                 mc.moved_charge++;
5485                         }
5486                         putback_lru_page(page);
5487 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5488                         put_page(page);
5489                         break;
5490                 case MC_TARGET_SWAP:
5491                         ent = target.ent;
5492                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5493                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5494                                 mc.precharge--;
5495                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5496                                 mc.moved_swap++;
5497                         }
5498                         break;
5499                 default:
5500                         break;
5501                 }
5502         }
5503         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5504         cond_resched();
5505
5506         if (addr != end) {
5507                 /*
5508                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5509                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5510                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5511                  * phase.
5512                  */
5513                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5514                 if (!ret)
5515                         goto retry;
5516         }
5517
5518         return ret;
5519 }
5520
5521 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5522 {
5523         struct vm_area_struct *vma;
5524
5525         lru_add_drain_all();
5526 retry:
5527         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5528                 /*
5529                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5530                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5531                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5532                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5533                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5534                  */
5535                 __mem_cgroup_clear_mc();
5536                 cond_resched();
5537                 goto retry;
5538         }
5539         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5540                 int ret;
5541                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5542                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5543                         .mm = mm,
5544                         .private = vma,
5545                 };
5546                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5547                         continue;
5548                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5549                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5550                 if (ret)
5551                         /*
5552                          * means we have consumed all precharges and failed in
5553                          * doing additional charge. Just abandon here.
5554                          */
5555                         break;
5556         }
5557         up_read(&mm->mmap_sem);
5558 }
5559
5560 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5561                                 struct cgroup *cont,
5562                                 struct cgroup_taskset *tset)
5563 {
5564         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5565         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5566
5567         if (mm) {
5568                 if (mc.to)
5569                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5570                 put_swap_token(mm);
5571                 mmput(mm);
5572         }
5573         if (mc.to)
5574                 mem_cgroup_clear_mc();
5575 }
5576 #else   /* !CONFIG_MMU */
5577 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5578                                 struct cgroup *cgroup,
5579                                 struct cgroup_taskset *tset)
5580 {
5581         return 0;
5582 }
5583 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5584                                 struct cgroup *cgroup,
5585                                 struct cgroup_taskset *tset)
5586 {
5587 }
5588 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5589                                 struct cgroup *cont,
5590                                 struct cgroup_taskset *tset)
5591 {
5592 }
5593 #endif
5594
5595 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5596         .name = "memory",
5597         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5598         .create = mem_cgroup_create,
5599         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5600         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5601         .populate = mem_cgroup_populate,
5602         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5603         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5604         .attach = mem_cgroup_move_task,
5605         .early_init = 0,
5606         .use_id = 1,
5607 };
5608
5609 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5610 static int __init enable_swap_account(char *s)
5611 {
5612         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5613         if (!strcmp(s, "1"))
5614                 really_do_swap_account = 1;
5615         else if (!strcmp(s, "0"))
5616                 really_do_swap_account = 0;
5617         return 1;
5618 }
5619 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5620
5621 #endif