]> git.karo-electronics.de Git - mv-sheeva.git/blob - mm/memcontrol.c
memcg: remove PCG_CACHE page_cgroup flag
[mv-sheeva.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
93         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
94 };
95
96 enum mem_cgroup_events_index {
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104 /*
105  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
106  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
107  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
108  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
109  */
110 enum mem_cgroup_events_target {
111         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
112         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
113         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
114         MEM_CGROUP_NTARGETS,
115 };
116 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
117 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
118 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
119
120 struct mem_cgroup_stat_cpu {
121         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
122         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
123         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
124 };
125
126 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
127         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
128         int position;
129         /* scan generation, increased every round-trip */
130         unsigned int generation;
131 };
132
133 /*
134  * per-zone information in memory controller.
135  */
136 struct mem_cgroup_per_zone {
137         struct lruvec           lruvec;
138         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
139
140         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
141
142         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
143         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
144         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
145                                                 /* the soft limit is exceeded*/
146         bool                    on_tree;
147         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
148                                                 /* use container_of        */
149 };
150
151 struct mem_cgroup_per_node {
152         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
153 };
154
155 struct mem_cgroup_lru_info {
156         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
157 };
158
159 /*
160  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
161  * their hierarchy representation
162  */
163
164 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
165         struct rb_root rb_root;
166         spinlock_t lock;
167 };
168
169 struct mem_cgroup_tree_per_node {
170         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
171 };
172
173 struct mem_cgroup_tree {
174         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
175 };
176
177 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
178
179 struct mem_cgroup_threshold {
180         struct eventfd_ctx *eventfd;
181         u64 threshold;
182 };
183
184 /* For threshold */
185 struct mem_cgroup_threshold_ary {
186         /* An array index points to threshold just below usage. */
187         int current_threshold;
188         /* Size of entries[] */
189         unsigned int size;
190         /* Array of thresholds */
191         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
192 };
193
194 struct mem_cgroup_thresholds {
195         /* Primary thresholds array */
196         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
197         /*
198          * Spare threshold array.
199          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
200          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
201          */
202         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
203 };
204
205 /* for OOM */
206 struct mem_cgroup_eventfd_list {
207         struct list_head list;
208         struct eventfd_ctx *eventfd;
209 };
210
211 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
212 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
213
214 /*
215  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
216  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
217  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
218  * to help the administrator determine what knobs to tune.
219  *
220  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
221  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
222  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
223  * a feature that will be implemented much later in the future.
224  */
225 struct mem_cgroup {
226         struct cgroup_subsys_state css;
227         /*
228          * the counter to account for memory usage
229          */
230         struct res_counter res;
231
232         union {
233                 /*
234                  * the counter to account for mem+swap usage.
235                  */
236                 struct res_counter memsw;
237
238                 /*
239                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
240                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
241                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
242                  * in a union with the res field, but res plays a much
243                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
244                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
245                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
246                  */
247                 struct rcu_head rcu_freeing;
248                 /*
249                  * But when using vfree(), that cannot be done at
250                  * interrupt time, so we must then queue the work.
251                  */
252                 struct work_struct work_freeing;
253         };
254
255         /*
256          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
257          * per zone LRU lists.
258          */
259         struct mem_cgroup_lru_info info;
260         int last_scanned_node;
261 #if MAX_NUMNODES > 1
262         nodemask_t      scan_nodes;
263         atomic_t        numainfo_events;
264         atomic_t        numainfo_updating;
265 #endif
266         /*
267          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
268          */
269         bool use_hierarchy;
270
271         bool            oom_lock;
272         atomic_t        under_oom;
273
274         atomic_t        refcnt;
275
276         int     swappiness;
277         /* OOM-Killer disable */
278         int             oom_kill_disable;
279
280         /* set when res.limit == memsw.limit */
281         bool            memsw_is_minimum;
282
283         /* protect arrays of thresholds */
284         struct mutex thresholds_lock;
285
286         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
287         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
288
289         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
290         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
291
292         /* For oom notifier event fd */
293         struct list_head oom_notify;
294
295         /*
296          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
297          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
298          */
299         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
300         /*
301          * percpu counter.
302          */
303         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
304         /*
305          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
306          * See mem_cgroup_read_stat().
307          */
308         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
309         spinlock_t pcp_counter_lock;
310
311 #ifdef CONFIG_INET
312         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
313 #endif
314 };
315
316 /* Stuffs for move charges at task migration. */
317 /*
318  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
319  * left-shifted bitmap of these types.
320  */
321 enum move_type {
322         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
323         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
324         NR_MOVE_TYPE,
325 };
326
327 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
328 static struct move_charge_struct {
329         spinlock_t        lock; /* for from, to */
330         struct mem_cgroup *from;
331         struct mem_cgroup *to;
332         unsigned long precharge;
333         unsigned long moved_charge;
334         unsigned long moved_swap;
335         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
336         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
337 } mc = {
338         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
339         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
340 };
341
342 static bool move_anon(void)
343 {
344         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
345                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
346 }
347
348 static bool move_file(void)
349 {
350         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
351                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
352 }
353
354 /*
355  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
356  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
357  */
358 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
359 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
360
361 enum charge_type {
362         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
363         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
364         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
365         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
366         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
368         NR_CHARGE_TYPE,
369 };
370
371 /* for encoding cft->private value on file */
372 #define _MEM                    (0)
373 #define _MEMSWAP                (1)
374 #define _OOM_TYPE               (2)
375 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
376 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
377 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
378 /* Used for OOM nofiier */
379 #define OOM_CONTROL             (0)
380
381 /*
382  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
383  */
384 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
385 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
386 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
387 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
388
389 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
390 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
391
392 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
393 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
394 #include <net/sock.h>
395 #include <net/ip.h>
396
397 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
398 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
399 {
400         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
401                 struct mem_cgroup *memcg;
402
403                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
404
405                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
406                  * filled. It won't however, necessarily happen from
407                  * process context. So the test for root memcg given
408                  * the current task's memcg won't help us in this case.
409                  *
410                  * Respecting the original socket's memcg is a better
411                  * decision in this case.
412                  */
413                 if (sk->sk_cgrp) {
414                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
415                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
416                         return;
417                 }
418
419                 rcu_read_lock();
420                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
421                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
422                         mem_cgroup_get(memcg);
423                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
424                 }
425                 rcu_read_unlock();
426         }
427 }
428 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
429
430 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
431 {
432         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
433                 struct mem_cgroup *memcg;
434                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
435                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
436                 mem_cgroup_put(memcg);
437         }
438 }
439
440 #ifdef CONFIG_INET
441 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
442 {
443         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
444                 return NULL;
445
446         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
447 }
448 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
449 #endif /* CONFIG_INET */
450 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
451
452 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
453
454 static struct mem_cgroup_per_zone *
455 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
456 {
457         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
458 }
459
460 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
461 {
462         return &memcg->css;
463 }
464
465 static struct mem_cgroup_per_zone *
466 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
467 {
468         int nid = page_to_nid(page);
469         int zid = page_zonenum(page);
470
471         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
472 }
473
474 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
475 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
476 {
477         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
478 }
479
480 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
481 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
482 {
483         int nid = page_to_nid(page);
484         int zid = page_zonenum(page);
485
486         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
487 }
488
489 static void
490 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
491                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
492                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
493                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
494 {
495         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
496         struct rb_node *parent = NULL;
497         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
498
499         if (mz->on_tree)
500                 return;
501
502         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
503         if (!mz->usage_in_excess)
504                 return;
505         while (*p) {
506                 parent = *p;
507                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
508                                         tree_node);
509                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
510                         p = &(*p)->rb_left;
511                 /*
512                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
513                  * limit by the same amount
514                  */
515                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
516                         p = &(*p)->rb_right;
517         }
518         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
519         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
520         mz->on_tree = true;
521 }
522
523 static void
524 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
525                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
526                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
527 {
528         if (!mz->on_tree)
529                 return;
530         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
531         mz->on_tree = false;
532 }
533
534 static void
535 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
536                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
537                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
538 {
539         spin_lock(&mctz->lock);
540         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
541         spin_unlock(&mctz->lock);
542 }
543
544
545 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
546 {
547         unsigned long long excess;
548         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
549         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
550         int nid = page_to_nid(page);
551         int zid = page_zonenum(page);
552         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
553
554         /*
555          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
556          * because their event counter is not touched.
557          */
558         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
559                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
560                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
561                 /*
562                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
563                  * mem is over its softlimit.
564                  */
565                 if (excess || mz->on_tree) {
566                         spin_lock(&mctz->lock);
567                         /* if on-tree, remove it */
568                         if (mz->on_tree)
569                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
570                         /*
571                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
572                          * If excess is 0, no tree ops.
573                          */
574                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
575                         spin_unlock(&mctz->lock);
576                 }
577         }
578 }
579
580 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
581 {
582         int node, zone;
583         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
584         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
585
586         for_each_node(node) {
587                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
588                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
589                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
590                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
591                 }
592         }
593 }
594
595 static struct mem_cgroup_per_zone *
596 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
597 {
598         struct rb_node *rightmost = NULL;
599         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
600
601 retry:
602         mz = NULL;
603         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
604         if (!rightmost)
605                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
606
607         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
608         /*
609          * Remove the node now but someone else can add it back,
610          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
611          * position in the tree.
612          */
613         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
614         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
615                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
616                 goto retry;
617 done:
618         return mz;
619 }
620
621 static struct mem_cgroup_per_zone *
622 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
623 {
624         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
625
626         spin_lock(&mctz->lock);
627         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
628         spin_unlock(&mctz->lock);
629         return mz;
630 }
631
632 /*
633  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
634  *
635  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
636  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
637  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
638  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
639  *
640  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
641  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
642  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
643  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
644  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
645  *
646  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
647  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
648  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
649  * implemented.
650  */
651 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
652                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
653 {
654         long val = 0;
655         int cpu;
656
657         get_online_cpus();
658         for_each_online_cpu(cpu)
659                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
660 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
661         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
662         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
663         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
664 #endif
665         put_online_cpus();
666         return val;
667 }
668
669 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
670                                          bool charge)
671 {
672         int val = (charge) ? 1 : -1;
673         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
674 }
675
676 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
677                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
678 {
679         unsigned long val = 0;
680         int cpu;
681
682         for_each_online_cpu(cpu)
683                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
684 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
685         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
686         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
687         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
688 #endif
689         return val;
690 }
691
692 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
693                                          bool anon, int nr_pages)
694 {
695         preempt_disable();
696
697         /*
698          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
699          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
700          */
701         if (anon)
702                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
703                                 nr_pages);
704         else
705                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
706                                 nr_pages);
707
708         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
709         if (nr_pages > 0)
710                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
711         else {
712                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
713                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
714         }
715
716         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
717
718         preempt_enable();
719 }
720
721 unsigned long
722 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
723                         unsigned int lru_mask)
724 {
725         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
726         enum lru_list lru;
727         unsigned long ret = 0;
728
729         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
730
731         for_each_lru(lru) {
732                 if (BIT(lru) & lru_mask)
733                         ret += mz->lru_size[lru];
734         }
735         return ret;
736 }
737
738 static unsigned long
739 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
740                         int nid, unsigned int lru_mask)
741 {
742         u64 total = 0;
743         int zid;
744
745         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
746                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
747                                                 nid, zid, lru_mask);
748
749         return total;
750 }
751
752 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
753                         unsigned int lru_mask)
754 {
755         int nid;
756         u64 total = 0;
757
758         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
759                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
760         return total;
761 }
762
763 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
764                                        enum mem_cgroup_events_target target)
765 {
766         unsigned long val, next;
767
768         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
769         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
770         /* from time_after() in jiffies.h */
771         if ((long)next - (long)val < 0) {
772                 switch (target) {
773                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
774                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
775                         break;
776                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
777                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
778                         break;
779                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
780                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
781                         break;
782                 default:
783                         break;
784                 }
785                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
786                 return true;
787         }
788         return false;
789 }
790
791 /*
792  * Check events in order.
793  *
794  */
795 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
796 {
797         preempt_disable();
798         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
799         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
800                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
801                 bool do_softlimit;
802                 bool do_numainfo __maybe_unused;
803
804                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
806 #if MAX_NUMNODES > 1
807                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
808                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
809 #endif
810                 preempt_enable();
811
812                 mem_cgroup_threshold(memcg);
813                 if (unlikely(do_softlimit))
814                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
815 #if MAX_NUMNODES > 1
816                 if (unlikely(do_numainfo))
817                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
818 #endif
819         } else
820                 preempt_enable();
821 }
822
823 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
824 {
825         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
826                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
827                                 css);
828 }
829
830 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
831 {
832         /*
833          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
834          * if it races with swapoff, page migration, etc.
835          * So this can be called with p == NULL.
836          */
837         if (unlikely(!p))
838                 return NULL;
839
840         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
841                                 struct mem_cgroup, css);
842 }
843
844 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
845 {
846         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
847
848         if (!mm)
849                 return NULL;
850         /*
851          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
852          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
853          * pessimistic (rather than adding locks here).
854          */
855         rcu_read_lock();
856         do {
857                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
858                 if (unlikely(!memcg))
859                         break;
860         } while (!css_tryget(&memcg->css));
861         rcu_read_unlock();
862         return memcg;
863 }
864
865 /**
866  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
867  * @root: hierarchy root
868  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
869  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
870  *
871  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
872  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
873  *
874  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
875  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
876  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
877  *
878  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
879  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
880  * reclaimers operating on the same zone and priority.
881  */
882 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
883                                    struct mem_cgroup *prev,
884                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
885 {
886         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
887         int id = 0;
888
889         if (mem_cgroup_disabled())
890                 return NULL;
891
892         if (!root)
893                 root = root_mem_cgroup;
894
895         if (prev && !reclaim)
896                 id = css_id(&prev->css);
897
898         if (prev && prev != root)
899                 css_put(&prev->css);
900
901         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
902                 if (prev)
903                         return NULL;
904                 return root;
905         }
906
907         while (!memcg) {
908                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
909                 struct cgroup_subsys_state *css;
910
911                 if (reclaim) {
912                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
913                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
914                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
915
916                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
917                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
918                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
919                                 return NULL;
920                         id = iter->position;
921                 }
922
923                 rcu_read_lock();
924                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
925                 if (css) {
926                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
927                                 memcg = container_of(css,
928                                                      struct mem_cgroup, css);
929                 } else
930                         id = 0;
931                 rcu_read_unlock();
932
933                 if (reclaim) {
934                         iter->position = id;
935                         if (!css)
936                                 iter->generation++;
937                         else if (!prev && memcg)
938                                 reclaim->generation = iter->generation;
939                 }
940
941                 if (prev && !css)
942                         return NULL;
943         }
944         return memcg;
945 }
946
947 /**
948  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
949  * @root: hierarchy root
950  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
951  */
952 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
953                            struct mem_cgroup *prev)
954 {
955         if (!root)
956                 root = root_mem_cgroup;
957         if (prev && prev != root)
958                 css_put(&prev->css);
959 }
960
961 /*
962  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
963  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
964  * be used for reference counting.
965  */
966 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
967         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
968              iter != NULL;                              \
969              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
970
971 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
972         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
973              iter != NULL;                              \
974              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
975
976 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
977 {
978         return (memcg == root_mem_cgroup);
979 }
980
981 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
982 {
983         struct mem_cgroup *memcg;
984
985         if (!mm)
986                 return;
987
988         rcu_read_lock();
989         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
990         if (unlikely(!memcg))
991                 goto out;
992
993         switch (idx) {
994         case PGFAULT:
995                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
996                 break;
997         case PGMAJFAULT:
998                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
999                 break;
1000         default:
1001                 BUG();
1002         }
1003 out:
1004         rcu_read_unlock();
1005 }
1006 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1007
1008 /**
1009  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1010  * @zone: zone of the wanted lruvec
1011  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1012  *
1013  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1014  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1015  * is disabled.
1016  */
1017 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1018                                       struct mem_cgroup *memcg)
1019 {
1020         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1021
1022         if (mem_cgroup_disabled())
1023                 return &zone->lruvec;
1024
1025         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1026         return &mz->lruvec;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1031  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1032  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1033  *
1034  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1035  * 1. charge
1036  * 2. moving account
1037  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1038  * It is added to LRU before charge.
1039  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1040  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1041  */
1042
1043 /**
1044  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1045  * @zone: zone of the page
1046  * @page: the page
1047  * @lru: current lru
1048  *
1049  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1050  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1051  *
1052  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1053  * the returned lruvec->lists[@lru].
1054  */
1055 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1056                                        enum lru_list lru)
1057 {
1058         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1059         struct mem_cgroup *memcg;
1060         struct page_cgroup *pc;
1061
1062         if (mem_cgroup_disabled())
1063                 return &zone->lruvec;
1064
1065         pc = lookup_page_cgroup(page);
1066         memcg = pc->mem_cgroup;
1067
1068         /*
1069          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1070          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1071          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1072          *
1073          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1074          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1075          * of pc->mem_cgroup safe.
1076          */
1077         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1078                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1079
1080         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1081         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1082         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1083         return &mz->lruvec;
1084 }
1085
1086 /**
1087  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1088  * @page: the page
1089  * @lru: target lru
1090  *
1091  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1092  *
1093  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1094  * @page->lru.
1095  */
1096 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1097 {
1098         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1099         struct mem_cgroup *memcg;
1100         struct page_cgroup *pc;
1101
1102         if (mem_cgroup_disabled())
1103                 return;
1104
1105         pc = lookup_page_cgroup(page);
1106         memcg = pc->mem_cgroup;
1107         VM_BUG_ON(!memcg);
1108         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1109         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1110         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1111         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1112 }
1113
1114 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1115 {
1116         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1117 }
1118
1119 /**
1120  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1121  * @zone: zone of the page
1122  * @page: the page
1123  * @from: current lru
1124  * @to: target lru
1125  *
1126  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1127  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1128  * @page is charged to.
1129  *
1130  * The callsite is then responsible for physically relinking
1131  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1132  */
1133 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1134                                          struct page *page,
1135                                          enum lru_list from,
1136                                          enum lru_list to)
1137 {
1138         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1139         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1140         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1145  * hierarchy subtree
1146  */
1147 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1148                 struct mem_cgroup *memcg)
1149 {
1150         if (root_memcg != memcg) {
1151                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1152                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1153         }
1154
1155         return true;
1156 }
1157
1158 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1159 {
1160         int ret;
1161         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1162         struct task_struct *p;
1163
1164         p = find_lock_task_mm(task);
1165         if (p) {
1166                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1167                 task_unlock(p);
1168         } else {
1169                 /*
1170                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1171                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1172                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1173                  */
1174                 task_lock(task);
1175                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1176                 if (curr)
1177                         css_get(&curr->css);
1178                 task_unlock(task);
1179         }
1180         if (!curr)
1181                 return 0;
1182         /*
1183          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1184          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1185          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1186          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1187          */
1188         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1189         css_put(&curr->css);
1190         return ret;
1191 }
1192
1193 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1194 {
1195         unsigned long inactive_ratio;
1196         int nid = zone_to_nid(zone);
1197         int zid = zone_idx(zone);
1198         unsigned long inactive;
1199         unsigned long active;
1200         unsigned long gb;
1201
1202         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1203                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1204         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1205                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1206
1207         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1208         if (gb)
1209                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1210         else
1211                 inactive_ratio = 1;
1212
1213         return inactive * inactive_ratio < active;
1214 }
1215
1216 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1217 {
1218         unsigned long active;
1219         unsigned long inactive;
1220         int zid = zone_idx(zone);
1221         int nid = zone_to_nid(zone);
1222
1223         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1224                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1225         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1226                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1227
1228         return (active > inactive);
1229 }
1230
1231 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1232                                                       struct zone *zone)
1233 {
1234         int nid = zone_to_nid(zone);
1235         int zid = zone_idx(zone);
1236         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1237
1238         return &mz->reclaim_stat;
1239 }
1240
1241 struct zone_reclaim_stat *
1242 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1243 {
1244         struct page_cgroup *pc;
1245         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1246
1247         if (mem_cgroup_disabled())
1248                 return NULL;
1249
1250         pc = lookup_page_cgroup(page);
1251         if (!PageCgroupUsed(pc))
1252                 return NULL;
1253         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1254         smp_rmb();
1255         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1256         return &mz->reclaim_stat;
1257 }
1258
1259 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1260         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1261
1262 /**
1263  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1264  * @mem: the memory cgroup
1265  *
1266  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1267  * pages.
1268  */
1269 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1270 {
1271         unsigned long long margin;
1272
1273         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1274         if (do_swap_account)
1275                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1276         return margin >> PAGE_SHIFT;
1277 }
1278
1279 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1280 {
1281         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1282
1283         /* root ? */
1284         if (cgrp->parent == NULL)
1285                 return vm_swappiness;
1286
1287         return memcg->swappiness;
1288 }
1289
1290 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1291 {
1292         int cpu;
1293
1294         get_online_cpus();
1295         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1296         for_each_online_cpu(cpu)
1297                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1298         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1299         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1300         put_online_cpus();
1301
1302         synchronize_rcu();
1303 }
1304
1305 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1306 {
1307         int cpu;
1308
1309         if (!memcg)
1310                 return;
1311         get_online_cpus();
1312         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1313         for_each_online_cpu(cpu)
1314                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1315         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1316         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1317         put_online_cpus();
1318 }
1319 /*
1320  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1321  *
1322  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1323  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1324  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1325  *
1326  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1327  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1328  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1329  */
1330
1331 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1332 {
1333         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1334         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1335 }
1336
1337 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1338 {
1339         struct mem_cgroup *from;
1340         struct mem_cgroup *to;
1341         bool ret = false;
1342         /*
1343          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1344          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1345          */
1346         spin_lock(&mc.lock);
1347         from = mc.from;
1348         to = mc.to;
1349         if (!from)
1350                 goto unlock;
1351
1352         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1353                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1354 unlock:
1355         spin_unlock(&mc.lock);
1356         return ret;
1357 }
1358
1359 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1360 {
1361         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1362                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1363                         DEFINE_WAIT(wait);
1364                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1365                         /* moving charge context might have finished. */
1366                         if (mc.moving_task)
1367                                 schedule();
1368                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1369                         return true;
1370                 }
1371         }
1372         return false;
1373 }
1374
1375 /**
1376  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1377  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1378  * @p: Task that is going to be killed
1379  *
1380  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1381  * enabled
1382  */
1383 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1384 {
1385         struct cgroup *task_cgrp;
1386         struct cgroup *mem_cgrp;
1387         /*
1388          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1389          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1390          * If this assumption is broken, revisit this code.
1391          */
1392         static char memcg_name[PATH_MAX];
1393         int ret;
1394
1395         if (!memcg || !p)
1396                 return;
1397
1398         rcu_read_lock();
1399
1400         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1401         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1402
1403         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1404         if (ret < 0) {
1405                 /*
1406                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1407                  * But we'll still print out the usage information
1408                  */
1409                 rcu_read_unlock();
1410                 goto done;
1411         }
1412         rcu_read_unlock();
1413
1414         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1415
1416         rcu_read_lock();
1417         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1418         if (ret < 0) {
1419                 rcu_read_unlock();
1420                 goto done;
1421         }
1422         rcu_read_unlock();
1423
1424         /*
1425          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1426          */
1427         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1428 done:
1429
1430         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1431                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1432                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1433                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1434         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1435                 "failcnt %llu\n",
1436                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1437                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1438                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1439 }
1440
1441 /*
1442  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1443  * 1(self count) if no children.
1444  */
1445 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1446 {
1447         int num = 0;
1448         struct mem_cgroup *iter;
1449
1450         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1451                 num++;
1452         return num;
1453 }
1454
1455 /*
1456  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1457  */
1458 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1459 {
1460         u64 limit;
1461         u64 memsw;
1462
1463         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1464         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1465
1466         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1467         /*
1468          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1469          * to this memcg, return that limit.
1470          */
1471         return min(limit, memsw);
1472 }
1473
1474 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1475                                         gfp_t gfp_mask,
1476                                         unsigned long flags)
1477 {
1478         unsigned long total = 0;
1479         bool noswap = false;
1480         int loop;
1481
1482         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1483                 noswap = true;
1484         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1485                 noswap = true;
1486
1487         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1488                 if (loop)
1489                         drain_all_stock_async(memcg);
1490                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1491                 /*
1492                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1493                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1494                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1495                  */
1496                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1497                         break;
1498                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1499                         break;
1500                 /*
1501                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1502                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1503                  */
1504                 if (loop && !total)
1505                         break;
1506         }
1507         return total;
1508 }
1509
1510 /**
1511  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1512  * @mem: the target memcg
1513  * @nid: the node ID to be checked.
1514  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1515  *
1516  * This function returns whether the specified memcg contains any
1517  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1518  * pages in the node.
1519  */
1520 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1521                 int nid, bool noswap)
1522 {
1523         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1524                 return true;
1525         if (noswap || !total_swap_pages)
1526                 return false;
1527         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1528                 return true;
1529         return false;
1530
1531 }
1532 #if MAX_NUMNODES > 1
1533
1534 /*
1535  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1536  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1537  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1538  *
1539  */
1540 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1541 {
1542         int nid;
1543         /*
1544          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1545          * pagein/pageout changes since the last update.
1546          */
1547         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1548                 return;
1549         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1550                 return;
1551
1552         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1553         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1554
1555         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1556
1557                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1558                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1559         }
1560
1561         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1562         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1567  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1568  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1569  *
1570  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1571  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1572  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1573  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1574  *
1575  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1576  */
1577 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1578 {
1579         int node;
1580
1581         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1582         node = memcg->last_scanned_node;
1583
1584         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1585         if (node == MAX_NUMNODES)
1586                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1587         /*
1588          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1589          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1590          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1591          * we use curret node.
1592          */
1593         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1594                 node = numa_node_id();
1595
1596         memcg->last_scanned_node = node;
1597         return node;
1598 }
1599
1600 /*
1601  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1602  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1603  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1604  * enough new information. We need to do double check.
1605  */
1606 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1607 {
1608         int nid;
1609
1610         /*
1611          * quick check...making use of scan_node.
1612          * We can skip unused nodes.
1613          */
1614         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1615                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1616                      nid < MAX_NUMNODES;
1617                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1618
1619                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1620                                 return true;
1621                 }
1622         }
1623         /*
1624          * Check rest of nodes.
1625          */
1626         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1627                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1628                         continue;
1629                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1630                         return true;
1631         }
1632         return false;
1633 }
1634
1635 #else
1636 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1637 {
1638         return 0;
1639 }
1640
1641 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1642 {
1643         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1644 }
1645 #endif
1646
1647 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1648                                    struct zone *zone,
1649                                    gfp_t gfp_mask,
1650                                    unsigned long *total_scanned)
1651 {
1652         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1653         int total = 0;
1654         int loop = 0;
1655         unsigned long excess;
1656         unsigned long nr_scanned;
1657         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1658                 .zone = zone,
1659                 .priority = 0,
1660         };
1661
1662         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1663
1664         while (1) {
1665                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1666                 if (!victim) {
1667                         loop++;
1668                         if (loop >= 2) {
1669                                 /*
1670                                  * If we have not been able to reclaim
1671                                  * anything, it might because there are
1672                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1673                                  */
1674                                 if (!total)
1675                                         break;
1676                                 /*
1677                                  * We want to do more targeted reclaim.
1678                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1679                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1680                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1681                                  */
1682                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1683                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1684                                         break;
1685                         }
1686                         continue;
1687                 }
1688                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1689                         continue;
1690                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1691                                                      zone, &nr_scanned);
1692                 *total_scanned += nr_scanned;
1693                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1694                         break;
1695         }
1696         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1697         return total;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1702  * If someone is running, return false.
1703  * Has to be called with memcg_oom_lock
1704  */
1705 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1706 {
1707         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1708
1709         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1710                 if (iter->oom_lock) {
1711                         /*
1712                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1713                          * so we cannot give a lock.
1714                          */
1715                         failed = iter;
1716                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1717                         break;
1718                 } else
1719                         iter->oom_lock = true;
1720         }
1721
1722         if (!failed)
1723                 return true;
1724
1725         /*
1726          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1727          * what we set up to the failing subtree
1728          */
1729         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1730                 if (iter == failed) {
1731                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1732                         break;
1733                 }
1734                 iter->oom_lock = false;
1735         }
1736         return false;
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Has to be called with memcg_oom_lock
1741  */
1742 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1743 {
1744         struct mem_cgroup *iter;
1745
1746         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1747                 iter->oom_lock = false;
1748         return 0;
1749 }
1750
1751 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1752 {
1753         struct mem_cgroup *iter;
1754
1755         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1756                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1757 }
1758
1759 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1760 {
1761         struct mem_cgroup *iter;
1762
1763         /*
1764          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1765          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1766          * atomic_add_unless() here.
1767          */
1768         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1769                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1770 }
1771
1772 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1773 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1774
1775 struct oom_wait_info {
1776         struct mem_cgroup *memcg;
1777         wait_queue_t    wait;
1778 };
1779
1780 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1781         unsigned mode, int sync, void *arg)
1782 {
1783         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1784         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1785         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1786
1787         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1788         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1789
1790         /*
1791          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1792          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1793          */
1794         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1795                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1796                 return 0;
1797         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1798 }
1799
1800 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1801 {
1802         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1803         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1804 }
1805
1806 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1807 {
1808         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1809                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1810 }
1811
1812 /*
1813  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1814  */
1815 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1816 {
1817         struct oom_wait_info owait;
1818         bool locked, need_to_kill;
1819
1820         owait.memcg = memcg;
1821         owait.wait.flags = 0;
1822         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1823         owait.wait.private = current;
1824         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1825         need_to_kill = true;
1826         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1827
1828         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1829         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1830         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1831         /*
1832          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1833          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1834          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1835          */
1836         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1837         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1838                 need_to_kill = false;
1839         if (locked)
1840                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1841         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1842
1843         if (need_to_kill) {
1844                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1845                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1846         } else {
1847                 schedule();
1848                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1849         }
1850         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1851         if (locked)
1852                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1853         memcg_wakeup_oom(memcg);
1854         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1855
1856         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1857
1858         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1859                 return false;
1860         /* Give chance to dying process */
1861         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1862         return true;
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1867  * generalized to update other statistics as well.
1868  *
1869  * Notes: Race condition
1870  *
1871  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1872  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1873  * to do so _always_.
1874  *
1875  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1876  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1877  * are no race with "charge".
1878  *
1879  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1880  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1881  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1882  * by flags.
1883  *
1884  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1885  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1886  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1887  */
1888
1889 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1890                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1891 {
1892         struct mem_cgroup *memcg;
1893         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1894         bool need_unlock = false;
1895         unsigned long uninitialized_var(flags);
1896
1897         if (mem_cgroup_disabled())
1898                 return;
1899
1900         rcu_read_lock();
1901         memcg = pc->mem_cgroup;
1902         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1903                 goto out;
1904         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1905         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg))) {
1906                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1907                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1908                 need_unlock = true;
1909                 memcg = pc->mem_cgroup;
1910                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1911                         goto out;
1912         }
1913
1914         switch (idx) {
1915         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1916                 if (val > 0)
1917                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1918                 else if (!page_mapped(page))
1919                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1920                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1921                 break;
1922         default:
1923                 BUG();
1924         }
1925
1926         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1927
1928 out:
1929         if (unlikely(need_unlock))
1930                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1931         rcu_read_unlock();
1932 }
1933 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
1934
1935 /*
1936  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1937  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1938  */
1939 #define CHARGE_BATCH    32U
1940 struct memcg_stock_pcp {
1941         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1942         unsigned int nr_pages;
1943         struct work_struct work;
1944         unsigned long flags;
1945 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1946 };
1947 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1948 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1949
1950 /*
1951  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1952  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1953  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1954  * refilled.
1955  */
1956 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
1957 {
1958         struct memcg_stock_pcp *stock;
1959         bool ret = true;
1960
1961         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1962         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
1963                 stock->nr_pages--;
1964         else /* need to call res_counter_charge */
1965                 ret = false;
1966         put_cpu_var(memcg_stock);
1967         return ret;
1968 }
1969
1970 /*
1971  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
1972  */
1973 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1974 {
1975         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1976
1977         if (stock->nr_pages) {
1978                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
1979
1980                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
1981                 if (do_swap_account)
1982                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
1983                 stock->nr_pages = 0;
1984         }
1985         stock->cached = NULL;
1986 }
1987
1988 /*
1989  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1990  * a thread which is pinned to local cpu.
1991  */
1992 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1993 {
1994         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
1995         drain_stock(stock);
1996         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1997 }
1998
1999 /*
2000  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2001  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2002  */
2003 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2004 {
2005         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2006
2007         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2008                 drain_stock(stock);
2009                 stock->cached = memcg;
2010         }
2011         stock->nr_pages += nr_pages;
2012         put_cpu_var(memcg_stock);
2013 }
2014
2015 /*
2016  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2017  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2018  * until the work is done.
2019  */
2020 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2021 {
2022         int cpu, curcpu;
2023
2024         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2025         get_online_cpus();
2026         curcpu = get_cpu();
2027         for_each_online_cpu(cpu) {
2028                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2029                 struct mem_cgroup *memcg;
2030
2031                 memcg = stock->cached;
2032                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2033                         continue;
2034                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2035                         continue;
2036                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2037                         if (cpu == curcpu)
2038                                 drain_local_stock(&stock->work);
2039                         else
2040                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2041                 }
2042         }
2043         put_cpu();
2044
2045         if (!sync)
2046                 goto out;
2047
2048         for_each_online_cpu(cpu) {
2049                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2050                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2051                         flush_work(&stock->work);
2052         }
2053 out:
2054         put_online_cpus();
2055 }
2056
2057 /*
2058  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2059  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2060  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2061  * it.
2062  */
2063 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2064 {
2065         /*
2066          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2067          */
2068         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2069                 return;
2070         drain_all_stock(root_memcg, false);
2071         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2072 }
2073
2074 /* This is a synchronous drain interface. */
2075 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2076 {
2077         /* called when force_empty is called */
2078         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2079         drain_all_stock(root_memcg, true);
2080         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2081 }
2082
2083 /*
2084  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2085  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2086  */
2087 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2088 {
2089         int i;
2090
2091         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2092         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2093                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2094
2095                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2096                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2097         }
2098         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2099                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2100
2101                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2102                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2103         }
2104         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2105         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2106         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2107 }
2108
2109 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2110 {
2111         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2112
2113         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2114         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2115         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2116 }
2117
2118 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2119                                         unsigned long action,
2120                                         void *hcpu)
2121 {
2122         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2123         struct memcg_stock_pcp *stock;
2124         struct mem_cgroup *iter;
2125
2126         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2127                 for_each_mem_cgroup(iter)
2128                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2129                 return NOTIFY_OK;
2130         }
2131
2132         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2133                 return NOTIFY_OK;
2134
2135         for_each_mem_cgroup(iter)
2136                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2137
2138         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2139         drain_stock(stock);
2140         return NOTIFY_OK;
2141 }
2142
2143
2144 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2145 enum {
2146         CHARGE_OK,              /* success */
2147         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2148         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2149         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2150         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2151 };
2152
2153 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2154                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2155 {
2156         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2157         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2158         struct res_counter *fail_res;
2159         unsigned long flags = 0;
2160         int ret;
2161
2162         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2163
2164         if (likely(!ret)) {
2165                 if (!do_swap_account)
2166                         return CHARGE_OK;
2167                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2168                 if (likely(!ret))
2169                         return CHARGE_OK;
2170
2171                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2172                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2173                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2174         } else
2175                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2176         /*
2177          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2178          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2179          *
2180          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2181          * single page instead.
2182          */
2183         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2184                 return CHARGE_RETRY;
2185
2186         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2187                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2188
2189         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2190         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2191                 return CHARGE_RETRY;
2192         /*
2193          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2194          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2195          * before killing the task.
2196          *
2197          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2198          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2199          * to regular pages anyway in case of failure.
2200          */
2201         if (nr_pages == 1 && ret)
2202                 return CHARGE_RETRY;
2203
2204         /*
2205          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2206          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2207          */
2208         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2209                 return CHARGE_RETRY;
2210
2211         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2212         if (!oom_check)
2213                 return CHARGE_NOMEM;
2214         /* check OOM */
2215         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2216                 return CHARGE_OOM_DIE;
2217
2218         return CHARGE_RETRY;
2219 }
2220
2221 /*
2222  * __mem_cgroup_try_charge() does
2223  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2224  * 2. update res_counter
2225  * 3. call memory reclaim if necessary.
2226  *
2227  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2228  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2229  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2230  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2231  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2232  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2233  *
2234  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2235  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2236  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2237  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2238  *
2239  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2240  * the oom-killer can be invoked.
2241  */
2242 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2243                                    gfp_t gfp_mask,
2244                                    unsigned int nr_pages,
2245                                    struct mem_cgroup **ptr,
2246                                    bool oom)
2247 {
2248         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2249         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2250         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2251         int ret;
2252
2253         /*
2254          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2255          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2256          * MEMDIE process.
2257          */
2258         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2259                      || fatal_signal_pending(current)))
2260                 goto bypass;
2261
2262         /*
2263          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2264          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2265          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2266          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2267          */
2268         if (!*ptr && !mm)
2269                 *ptr = root_mem_cgroup;
2270 again:
2271         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2272                 memcg = *ptr;
2273                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2274                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2275                         goto done;
2276                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2277                         goto done;
2278                 css_get(&memcg->css);
2279         } else {
2280                 struct task_struct *p;
2281
2282                 rcu_read_lock();
2283                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2284                 /*
2285                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2286                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2287                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2288                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2289                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2290                  * small race, here.
2291                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2292                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2293                  */
2294                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2295                 if (!memcg)
2296                         memcg = root_mem_cgroup;
2297                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2298                         rcu_read_unlock();
2299                         goto done;
2300                 }
2301                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2302                         /*
2303                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2304                          * But considering how consume_stok works, it's not
2305                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2306                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2307                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2308                          * calling consume_stock().
2309                          */
2310                         rcu_read_unlock();
2311                         goto done;
2312                 }
2313                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2314                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2315                         rcu_read_unlock();
2316                         goto again;
2317                 }
2318                 rcu_read_unlock();
2319         }
2320
2321         do {
2322                 bool oom_check;
2323
2324                 /* If killed, bypass charge */
2325                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2326                         css_put(&memcg->css);
2327                         goto bypass;
2328                 }
2329
2330                 oom_check = false;
2331                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2332                         oom_check = true;
2333                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2334                 }
2335
2336                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2337                 switch (ret) {
2338                 case CHARGE_OK:
2339                         break;
2340                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2341                         batch = nr_pages;
2342                         css_put(&memcg->css);
2343                         memcg = NULL;
2344                         goto again;
2345                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2346                         css_put(&memcg->css);
2347                         goto nomem;
2348                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2349                         if (!oom) {
2350                                 css_put(&memcg->css);
2351                                 goto nomem;
2352                         }
2353                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2354                         nr_oom_retries--;
2355                         break;
2356                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2357                         css_put(&memcg->css);
2358                         goto bypass;
2359                 }
2360         } while (ret != CHARGE_OK);
2361
2362         if (batch > nr_pages)
2363                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2364         css_put(&memcg->css);
2365 done:
2366         *ptr = memcg;
2367         return 0;
2368 nomem:
2369         *ptr = NULL;
2370         return -ENOMEM;
2371 bypass:
2372         *ptr = root_mem_cgroup;
2373         return -EINTR;
2374 }
2375
2376 /*
2377  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2378  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2379  * gotten by try_charge().
2380  */
2381 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2382                                        unsigned int nr_pages)
2383 {
2384         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2385                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2386
2387                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2388                 if (do_swap_account)
2389                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2390         }
2391 }
2392
2393 /*
2394  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2395  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2396  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2397  * memcg.)
2398  */
2399 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2400 {
2401         struct cgroup_subsys_state *css;
2402
2403         /* ID 0 is unused ID */
2404         if (!id)
2405                 return NULL;
2406         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2407         if (!css)
2408                 return NULL;
2409         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2410 }
2411
2412 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2413 {
2414         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2415         struct page_cgroup *pc;
2416         unsigned short id;
2417         swp_entry_t ent;
2418
2419         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2420
2421         pc = lookup_page_cgroup(page);
2422         lock_page_cgroup(pc);
2423         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2424                 memcg = pc->mem_cgroup;
2425                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2426                         memcg = NULL;
2427         } else if (PageSwapCache(page)) {
2428                 ent.val = page_private(page);
2429                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2430                 rcu_read_lock();
2431                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2432                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2433                         memcg = NULL;
2434                 rcu_read_unlock();
2435         }
2436         unlock_page_cgroup(pc);
2437         return memcg;
2438 }
2439
2440 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2441                                        struct page *page,
2442                                        unsigned int nr_pages,
2443                                        struct page_cgroup *pc,
2444                                        enum charge_type ctype,
2445                                        bool lrucare)
2446 {
2447         struct zone *uninitialized_var(zone);
2448         bool was_on_lru = false;
2449         bool anon;
2450
2451         lock_page_cgroup(pc);
2452         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2453                 unlock_page_cgroup(pc);
2454                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2455                 return;
2456         }
2457         /*
2458          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2459          * accessed by any other context at this point.
2460          */
2461
2462         /*
2463          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2464          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2465          */
2466         if (lrucare) {
2467                 zone = page_zone(page);
2468                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2469                 if (PageLRU(page)) {
2470                         ClearPageLRU(page);
2471                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2472                         was_on_lru = true;
2473                 }
2474         }
2475
2476         pc->mem_cgroup = memcg;
2477         /*
2478          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2479          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2480          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2481          * before USED bit, we need memory barrier here.
2482          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2483          */
2484         smp_wmb();
2485         SetPageCgroupUsed(pc);
2486
2487         if (lrucare) {
2488                 if (was_on_lru) {
2489                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2490                         SetPageLRU(page);
2491                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2492                 }
2493                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2494         }
2495
2496         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2497                 anon = true;
2498         else
2499                 anon = false;
2500
2501         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2502         unlock_page_cgroup(pc);
2503
2504         /*
2505          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2506          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2507          * if they exceeds softlimit.
2508          */
2509         memcg_check_events(memcg, page);
2510 }
2511
2512 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2513
2514 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2515                         (1 << PCG_MIGRATION))
2516 /*
2517  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2518  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2519  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2520  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2521  */
2522 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2523 {
2524         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2525         struct page_cgroup *pc;
2526         int i;
2527
2528         if (mem_cgroup_disabled())
2529                 return;
2530         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2531                 pc = head_pc + i;
2532                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2533                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2534                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2535         }
2536 }
2537 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2538
2539 /**
2540  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2541  * @page: the page
2542  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2543  * @pc: page_cgroup of the page.
2544  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2545  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2546  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2547  *
2548  * The caller must confirm following.
2549  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2550  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2551  *
2552  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2553  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2554  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2555  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2556  */
2557 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2558                                    unsigned int nr_pages,
2559                                    struct page_cgroup *pc,
2560                                    struct mem_cgroup *from,
2561                                    struct mem_cgroup *to,
2562                                    bool uncharge)
2563 {
2564         unsigned long flags;
2565         int ret;
2566         bool anon = PageAnon(page);
2567
2568         VM_BUG_ON(from == to);
2569         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2570         /*
2571          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2572          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2573          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2574          * hold it.
2575          */
2576         ret = -EBUSY;
2577         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2578                 goto out;
2579
2580         lock_page_cgroup(pc);
2581
2582         ret = -EINVAL;
2583         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2584                 goto unlock;
2585
2586         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2587
2588         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2589                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2590                 preempt_disable();
2591                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2592                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2593                 preempt_enable();
2594         }
2595         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2596         if (uncharge)
2597                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2598                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2599
2600         /* caller should have done css_get */
2601         pc->mem_cgroup = to;
2602         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2603         /*
2604          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2605          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2606          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2607          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2608          * status here.
2609          */
2610         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2611         ret = 0;
2612 unlock:
2613         unlock_page_cgroup(pc);
2614         /*
2615          * check events
2616          */
2617         memcg_check_events(to, page);
2618         memcg_check_events(from, page);
2619 out:
2620         return ret;
2621 }
2622
2623 /*
2624  * move charges to its parent.
2625  */
2626
2627 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2628                                   struct page_cgroup *pc,
2629                                   struct mem_cgroup *child,
2630                                   gfp_t gfp_mask)
2631 {
2632         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2633         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2634         struct mem_cgroup *parent;
2635         unsigned int nr_pages;
2636         unsigned long uninitialized_var(flags);
2637         int ret;
2638
2639         /* Is ROOT ? */
2640         if (!pcg)
2641                 return -EINVAL;
2642
2643         ret = -EBUSY;
2644         if (!get_page_unless_zero(page))
2645                 goto out;
2646         if (isolate_lru_page(page))
2647                 goto put;
2648
2649         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2650
2651         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2652         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2653         if (ret)
2654                 goto put_back;
2655
2656         if (nr_pages > 1)
2657                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2658
2659         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2660         if (ret)
2661                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2662
2663         if (nr_pages > 1)
2664                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2665 put_back:
2666         putback_lru_page(page);
2667 put:
2668         put_page(page);
2669 out:
2670         return ret;
2671 }
2672
2673 /*
2674  * Charge the memory controller for page usage.
2675  * Return
2676  * 0 if the charge was successful
2677  * < 0 if the cgroup is over its limit
2678  */
2679 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2680                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2681 {
2682         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2683         unsigned int nr_pages = 1;
2684         struct page_cgroup *pc;
2685         bool oom = true;
2686         int ret;
2687
2688         if (PageTransHuge(page)) {
2689                 nr_pages <<= compound_order(page);
2690                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2691                 /*
2692                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2693                  * fault handler will fall back to regular pages.
2694                  */
2695                 oom = false;
2696         }
2697
2698         pc = lookup_page_cgroup(page);
2699         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2700         if (ret == -ENOMEM)
2701                 return ret;
2702         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype, false);
2703         return 0;
2704 }
2705
2706 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2707                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2708 {
2709         if (mem_cgroup_disabled())
2710                 return 0;
2711         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2712         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2713         VM_BUG_ON(!mm);
2714         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2715                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2716 }
2717
2718 static void
2719 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2720                                         enum charge_type ctype);
2721
2722 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2723                                 gfp_t gfp_mask)
2724 {
2725         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2726         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2727         int ret;
2728
2729         if (mem_cgroup_disabled())
2730                 return 0;
2731         if (PageCompound(page))
2732                 return 0;
2733
2734         if (unlikely(!mm))
2735                 mm = &init_mm;
2736         if (!page_is_file_cache(page))
2737                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2738
2739         if (!PageSwapCache(page))
2740                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2741         else { /* page is swapcache/shmem */
2742                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2743                 if (!ret)
2744                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2745         }
2746         return ret;
2747 }
2748
2749 /*
2750  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2751  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2752  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2753  * "commit()" or removed by "cancel()"
2754  */
2755 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2756                                  struct page *page,
2757                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2758 {
2759         struct mem_cgroup *memcg;
2760         int ret;
2761
2762         *memcgp = NULL;
2763
2764         if (mem_cgroup_disabled())
2765                 return 0;
2766
2767         if (!do_swap_account)
2768                 goto charge_cur_mm;
2769         /*
2770          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2771          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2772          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2773          * KSM case which does need to charge the page.
2774          */
2775         if (!PageSwapCache(page))
2776                 goto charge_cur_mm;
2777         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2778         if (!memcg)
2779                 goto charge_cur_mm;
2780         *memcgp = memcg;
2781         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2782         css_put(&memcg->css);
2783         if (ret == -EINTR)
2784                 ret = 0;
2785         return ret;
2786 charge_cur_mm:
2787         if (unlikely(!mm))
2788                 mm = &init_mm;
2789         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2790         if (ret == -EINTR)
2791                 ret = 0;
2792         return ret;
2793 }
2794
2795 static void
2796 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2797                                         enum charge_type ctype)
2798 {
2799         struct page_cgroup *pc;
2800
2801         if (mem_cgroup_disabled())
2802                 return;
2803         if (!memcg)
2804                 return;
2805         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2806
2807         pc = lookup_page_cgroup(page);
2808         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype, true);
2809         /*
2810          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2811          * counted both as mem and swap....double count.
2812          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2813          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2814          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2815          */
2816         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2817                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2818                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2819                 unsigned short id;
2820
2821                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2822                 rcu_read_lock();
2823                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2824                 if (swap_memcg) {
2825                         /*
2826                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2827                          * calling css_tryget
2828                          */
2829                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2830                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2831                                                      PAGE_SIZE);
2832                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2833                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2834                 }
2835                 rcu_read_unlock();
2836         }
2837         /*
2838          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2839          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2840          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2841          */
2842         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2843 }
2844
2845 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2846                                      struct mem_cgroup *memcg)
2847 {
2848         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2849                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2850 }
2851
2852 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2853 {
2854         if (mem_cgroup_disabled())
2855                 return;
2856         if (!memcg)
2857                 return;
2858         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2859 }
2860
2861 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2862                                    unsigned int nr_pages,
2863                                    const enum charge_type ctype)
2864 {
2865         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2866         bool uncharge_memsw = true;
2867
2868         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2869         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2870                 uncharge_memsw = false;
2871
2872         batch = &current->memcg_batch;
2873         /*
2874          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2875          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2876          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2877          */
2878         if (!batch->memcg)
2879                 batch->memcg = memcg;
2880         /*
2881          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2882          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2883          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2884          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2885          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2886          */
2887
2888         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2889                 goto direct_uncharge;
2890
2891         if (nr_pages > 1)
2892                 goto direct_uncharge;
2893
2894         /*
2895          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2896          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2897          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2898          */
2899         if (batch->memcg != memcg)
2900                 goto direct_uncharge;
2901         /* remember freed charge and uncharge it later */
2902         batch->nr_pages++;
2903         if (uncharge_memsw)
2904                 batch->memsw_nr_pages++;
2905         return;
2906 direct_uncharge:
2907         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2908         if (uncharge_memsw)
2909                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2910         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2911                 memcg_oom_recover(memcg);
2912 }
2913
2914 /*
2915  * uncharge if !page_mapped(page)
2916  */
2917 static struct mem_cgroup *
2918 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2919 {
2920         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2921         unsigned int nr_pages = 1;
2922         struct page_cgroup *pc;
2923         bool anon;
2924
2925         if (mem_cgroup_disabled())
2926                 return NULL;
2927
2928         if (PageSwapCache(page))
2929                 return NULL;
2930
2931         if (PageTransHuge(page)) {
2932                 nr_pages <<= compound_order(page);
2933                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2934         }
2935         /*
2936          * Check if our page_cgroup is valid
2937          */
2938         pc = lookup_page_cgroup(page);
2939         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2940                 return NULL;
2941
2942         lock_page_cgroup(pc);
2943
2944         memcg = pc->mem_cgroup;
2945
2946         if (!PageCgroupUsed(pc))
2947                 goto unlock_out;
2948
2949         anon = PageAnon(page);
2950
2951         switch (ctype) {
2952         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2953                 anon = true;
2954                 /* fallthrough */
2955         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2956                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2957                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2958                         goto unlock_out;
2959                 break;
2960         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2961                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2962                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2963                                 goto unlock_out;
2964                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2965                                 goto unlock_out;
2966                 break;
2967         default:
2968                 break;
2969         }
2970
2971         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
2972
2973         ClearPageCgroupUsed(pc);
2974         /*
2975          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2976          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2977          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2978          * special functions.
2979          */
2980
2981         unlock_page_cgroup(pc);
2982         /*
2983          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2984          * will never be freed.
2985          */
2986         memcg_check_events(memcg, page);
2987         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2988                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
2989                 mem_cgroup_get(memcg);
2990         }
2991         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2992                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
2993
2994         return memcg;
2995
2996 unlock_out:
2997         unlock_page_cgroup(pc);
2998         return NULL;
2999 }
3000
3001 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3002 {
3003         /* early check. */
3004         if (page_mapped(page))
3005                 return;
3006         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3007         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3008 }
3009
3010 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3011 {
3012         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3013         VM_BUG_ON(page->mapping);
3014         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3015 }
3016
3017 /*
3018  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3019  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3020  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3021  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3022  * This may be called prural(2) times in a context,
3023  */
3024
3025 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3026 {
3027         current->memcg_batch.do_batch++;
3028         /* We can do nest. */
3029         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3030                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3031                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3032                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3033         }
3034 }
3035
3036 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3037 {
3038         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3039
3040         if (!batch->do_batch)
3041                 return;
3042
3043         batch->do_batch--;
3044         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3045                 return;
3046
3047         if (!batch->memcg)
3048                 return;
3049         /*
3050          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3051          * bacause we hide charges behind us.
3052          */
3053         if (batch->nr_pages)
3054                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3055                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3056         if (batch->memsw_nr_pages)
3057                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3058                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3059         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3060         /* forget this pointer (for sanity check) */
3061         batch->memcg = NULL;
3062 }
3063
3064 #ifdef CONFIG_SWAP
3065 /*
3066  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3067  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3068  */
3069 void
3070 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3071 {
3072         struct mem_cgroup *memcg;
3073         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3074
3075         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3076                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3077
3078         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3079
3080         /*
3081          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3082          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3083          */
3084         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3085                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3086 }
3087 #endif
3088
3089 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3090 /*
3091  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3092  * uncharge "memsw" account.
3093  */
3094 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3095 {
3096         struct mem_cgroup *memcg;
3097         unsigned short id;
3098
3099         if (!do_swap_account)
3100                 return;
3101
3102         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3103         rcu_read_lock();
3104         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3105         if (memcg) {
3106                 /*
3107                  * We uncharge this because swap is freed.
3108                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3109                  */
3110                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3111                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3112                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3113                 mem_cgroup_put(memcg);
3114         }
3115         rcu_read_unlock();
3116 }
3117
3118 /**
3119  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3120  * @entry: swap entry to be moved
3121  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3122  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3123  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3124  *
3125  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3126  * as the mem_cgroup's id of @from.
3127  *
3128  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3129  *
3130  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3131  * both res and memsw, and called css_get().
3132  */
3133 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3134                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3135 {
3136         unsigned short old_id, new_id;
3137
3138         old_id = css_id(&from->css);
3139         new_id = css_id(&to->css);
3140
3141         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3142                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3143                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3144                 /*
3145                  * This function is only called from task migration context now.
3146                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3147                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3148                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3149                  * because if the process that has been moved to @to does
3150                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3151                  */
3152                 mem_cgroup_get(to);
3153                 if (need_fixup) {
3154                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3155                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3156                         mem_cgroup_put(from);
3157                         /*
3158                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3159                          * uncharge to->res.
3160                          */
3161                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3162                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3163                 }
3164                 return 0;
3165         }
3166         return -EINVAL;
3167 }
3168 #else
3169 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3170                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3171 {
3172         return -EINVAL;
3173 }
3174 #endif
3175
3176 /*
3177  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3178  * page belongs to.
3179  */
3180 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3181         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3182 {
3183         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3184         struct page_cgroup *pc;
3185         enum charge_type ctype;
3186         int ret = 0;
3187
3188         *memcgp = NULL;
3189
3190         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3191         if (mem_cgroup_disabled())
3192                 return 0;
3193
3194         pc = lookup_page_cgroup(page);
3195         lock_page_cgroup(pc);
3196         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3197                 memcg = pc->mem_cgroup;
3198                 css_get(&memcg->css);
3199                 /*
3200                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3201                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3202                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3203                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3204                  * until end_migration() is called
3205                  *
3206                  * Corner Case Thinking
3207                  * A)
3208                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3209                  * while migration was ongoing.
3210                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3211                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3212                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3213                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3214                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3215                  *
3216                  * B)
3217                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3218                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3219                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3220                  * without charging it again.
3221                  *
3222                  * C)
3223                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3224                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3225                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3226                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3227                  */
3228                 if (PageAnon(page))
3229                         SetPageCgroupMigration(pc);
3230         }
3231         unlock_page_cgroup(pc);
3232         /*
3233          * If the page is not charged at this point,
3234          * we return here.
3235          */
3236         if (!memcg)
3237                 return 0;
3238
3239         *memcgp = memcg;
3240         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3241         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3242         if (ret) {
3243                 if (PageAnon(page)) {
3244                         lock_page_cgroup(pc);
3245                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3246                         unlock_page_cgroup(pc);
3247                         /*
3248                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3249                          */
3250                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3251                 }
3252                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3253                 return -ENOMEM;
3254         }
3255         /*
3256          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3257          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3258          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3259          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3260          */
3261         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3262         if (PageAnon(page))
3263                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3264         else if (page_is_file_cache(page))
3265                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3266         else
3267                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3268         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, ctype, false);
3269         return ret;
3270 }
3271
3272 /* remove redundant charge if migration failed*/
3273 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3274         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3275 {
3276         struct page *used, *unused;
3277         struct page_cgroup *pc;
3278         bool anon;
3279
3280         if (!memcg)
3281                 return;
3282         /* blocks rmdir() */
3283         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3284         if (!migration_ok) {
3285                 used = oldpage;
3286                 unused = newpage;
3287         } else {
3288                 used = newpage;
3289                 unused = oldpage;
3290         }
3291         /*
3292          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3293          * of the page goes down to zero, temporarly.
3294          * Clear the flag and check the page should be charged.
3295          */
3296         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3297         lock_page_cgroup(pc);
3298         ClearPageCgroupMigration(pc);
3299         unlock_page_cgroup(pc);
3300         anon = PageAnon(used);
3301         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3302                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3303                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3304
3305         /*
3306          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3307          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3308          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3309          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3310          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3311          * check. (see prepare_charge() also)
3312          */
3313         if (anon)
3314                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3315         /*
3316          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3317          * tasks.
3318          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3319          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3320          */
3321         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3322 }
3323
3324 /*
3325  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3326  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3327  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3328  */
3329 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3330                                   struct page *newpage)
3331 {
3332         struct mem_cgroup *memcg;
3333         struct page_cgroup *pc;
3334         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3335
3336         if (mem_cgroup_disabled())
3337                 return;
3338
3339         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3340         /* fix accounting on old pages */
3341         lock_page_cgroup(pc);
3342         memcg = pc->mem_cgroup;
3343         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3344         ClearPageCgroupUsed(pc);
3345         unlock_page_cgroup(pc);
3346
3347         if (PageSwapBacked(oldpage))
3348                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3349
3350         /*
3351          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3352          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3353          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3354          */
3355         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type, true);
3356 }
3357
3358 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3359 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3360 {
3361         struct page_cgroup *pc;
3362
3363         pc = lookup_page_cgroup(page);
3364         /*
3365          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3366          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3367          * or when mem_cgroup_disabled().
3368          */
3369         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3370                 return pc;
3371         return NULL;
3372 }
3373
3374 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3375 {
3376         if (mem_cgroup_disabled())
3377                 return false;
3378
3379         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3380 }
3381
3382 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3383 {
3384         struct page_cgroup *pc;
3385
3386         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3387         if (pc) {
3388                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3389                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3390         }
3391 }
3392 #endif
3393
3394 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3395
3396 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3397                                 unsigned long long val)
3398 {
3399         int retry_count;
3400         u64 memswlimit, memlimit;
3401         int ret = 0;
3402         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3403         u64 curusage, oldusage;
3404         int enlarge;
3405
3406         /*
3407          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3408          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3409          * of # of children which we should visit in this loop.
3410          */
3411         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3412
3413         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3414
3415         enlarge = 0;
3416         while (retry_count) {
3417                 if (signal_pending(current)) {
3418                         ret = -EINTR;
3419                         break;
3420                 }
3421                 /*
3422                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3423                  * open coded manner. You see what this really does.
3424                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3425                  */
3426                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3427                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3428                 if (memswlimit < val) {
3429                         ret = -EINVAL;
3430                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3431                         break;
3432                 }
3433
3434                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3435                 if (memlimit < val)
3436                         enlarge = 1;
3437
3438                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3439                 if (!ret) {
3440                         if (memswlimit == val)
3441                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3442                         else
3443                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3444                 }
3445                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3446
3447                 if (!ret)
3448                         break;
3449
3450                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3451                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3452                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3453                 /* Usage is reduced ? */
3454                 if (curusage >= oldusage)
3455                         retry_count--;
3456                 else
3457                         oldusage = curusage;
3458         }
3459         if (!ret && enlarge)
3460                 memcg_oom_recover(memcg);
3461
3462         return ret;
3463 }
3464
3465 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3466                                         unsigned long long val)
3467 {
3468         int retry_count;
3469         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3470         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3471         int ret = -EBUSY;
3472         int enlarge = 0;
3473
3474         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3475         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3476         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3477         while (retry_count) {
3478                 if (signal_pending(current)) {
3479                         ret = -EINTR;
3480                         break;
3481                 }
3482                 /*
3483                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3484                  * open coded manner. You see what this really does.
3485                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3486                  */
3487                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3488                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3489                 if (memlimit > val) {
3490                         ret = -EINVAL;
3491                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3492                         break;
3493                 }
3494                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3495                 if (memswlimit < val)
3496                         enlarge = 1;
3497                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3498                 if (!ret) {
3499                         if (memlimit == val)
3500                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3501                         else
3502                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3503                 }
3504                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3505
3506                 if (!ret)
3507                         break;
3508
3509                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3510                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3511                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3512                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3513                 /* Usage is reduced ? */
3514                 if (curusage >= oldusage)
3515                         retry_count--;
3516                 else
3517                         oldusage = curusage;
3518         }
3519         if (!ret && enlarge)
3520                 memcg_oom_recover(memcg);
3521         return ret;
3522 }
3523
3524 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3525                                             gfp_t gfp_mask,
3526                                             unsigned long *total_scanned)
3527 {
3528         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3529         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3530         unsigned long reclaimed;
3531         int loop = 0;
3532         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3533         unsigned long long excess;
3534         unsigned long nr_scanned;
3535
3536         if (order > 0)
3537                 return 0;
3538
3539         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3540         /*
3541          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3542          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3543          * pressure
3544          */
3545         do {
3546                 if (next_mz)
3547                         mz = next_mz;
3548                 else
3549                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3550                 if (!mz)
3551                         break;
3552
3553                 nr_scanned = 0;
3554                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3555                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3556                 nr_reclaimed += reclaimed;
3557                 *total_scanned += nr_scanned;
3558                 spin_lock(&mctz->lock);
3559
3560                 /*
3561                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3562                  * it is time to move on to the next cgroup
3563                  */
3564                 next_mz = NULL;
3565                 if (!reclaimed) {
3566                         do {
3567                                 /*
3568                                  * Loop until we find yet another one.
3569                                  *
3570                                  * By the time we get the soft_limit lock
3571                                  * again, someone might have aded the
3572                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3573                                  * make sure we get a different mem.
3574                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3575                                  * NULL if no other cgroup is present on
3576                                  * the tree
3577                                  */
3578                                 next_mz =
3579                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3580                                 if (next_mz == mz)
3581                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3582                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3583                                         break;
3584                         } while (1);
3585                 }
3586                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3587                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3588                 /*
3589                  * One school of thought says that we should not add
3590                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3591                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3592                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3593                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3594                  * term TODO.
3595                  */
3596                 /* If excess == 0, no tree ops */
3597                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3598                 spin_unlock(&mctz->lock);
3599                 css_put(&mz->memcg->css);
3600                 loop++;
3601                 /*
3602                  * Could not reclaim anything and there are no more
3603                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3604                  * reclaiming anything.
3605                  */
3606                 if (!nr_reclaimed &&
3607                         (next_mz == NULL ||
3608                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3609                         break;
3610         } while (!nr_reclaimed);
3611         if (next_mz)
3612                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3613         return nr_reclaimed;
3614 }
3615
3616 /*
3617  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3618  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3619  */
3620 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3621                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3622 {
3623         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3624         unsigned long flags, loop;
3625         struct list_head *list;
3626         struct page *busy;
3627         struct zone *zone;
3628         int ret = 0;
3629
3630         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3631         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3632         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3633
3634         loop = mz->lru_size[lru];
3635         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3636         loop += 256;
3637         busy = NULL;
3638         while (loop--) {
3639                 struct page_cgroup *pc;
3640                 struct page *page;
3641
3642                 ret = 0;
3643                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3644                 if (list_empty(list)) {
3645                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3646                         break;
3647                 }
3648                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3649                 if (busy == page) {
3650                         list_move(&page->lru, list);
3651                         busy = NULL;
3652                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3653                         continue;
3654                 }
3655                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3656
3657                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3658
3659                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3660                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3661                         break;
3662
3663                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3664                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3665                         busy = page;
3666                         cond_resched();
3667                 } else
3668                         busy = NULL;
3669         }
3670
3671         if (!ret && !list_empty(list))
3672                 return -EBUSY;
3673         return ret;
3674 }
3675
3676 /*
3677  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3678  * This enables deleting this mem_cgroup.
3679  */
3680 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3681 {
3682         int ret;
3683         int node, zid, shrink;
3684         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3685         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3686
3687         css_get(&memcg->css);
3688
3689         shrink = 0;
3690         /* should free all ? */
3691         if (free_all)
3692                 goto try_to_free;
3693 move_account:
3694         do {
3695                 ret = -EBUSY;
3696                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3697                         goto out;
3698                 ret = -EINTR;
3699                 if (signal_pending(current))
3700                         goto out;
3701                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3702                 lru_add_drain_all();
3703                 drain_all_stock_sync(memcg);
3704                 ret = 0;
3705                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3706                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3707                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3708                                 enum lru_list lru;
3709                                 for_each_lru(lru) {
3710                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3711                                                         node, zid, lru);
3712                                         if (ret)
3713                                                 break;
3714                                 }
3715                         }
3716                         if (ret)
3717                                 break;
3718                 }
3719                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3720                 memcg_oom_recover(memcg);
3721                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3722                 if (ret == -ENOMEM)
3723                         goto try_to_free;
3724                 cond_resched();
3725         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3726         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3727 out:
3728         css_put(&memcg->css);
3729         return ret;
3730
3731 try_to_free:
3732         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3733         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3734                 ret = -EBUSY;
3735                 goto out;
3736         }
3737         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3738         lru_add_drain_all();
3739         /* try to free all pages in this cgroup */
3740         shrink = 1;
3741         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3742                 int progress;
3743
3744                 if (signal_pending(current)) {
3745                         ret = -EINTR;
3746                         goto out;
3747                 }
3748                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3749                                                 false);
3750                 if (!progress) {
3751                         nr_retries--;
3752                         /* maybe some writeback is necessary */
3753                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3754                 }
3755
3756         }
3757         lru_add_drain();
3758         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3759         goto move_account;
3760 }
3761
3762 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3763 {
3764         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3765 }
3766
3767
3768 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3769 {
3770         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3771 }
3772
3773 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3774                                         u64 val)
3775 {
3776         int retval = 0;
3777         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3778         struct cgroup *parent = cont->parent;
3779         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3780
3781         if (parent)
3782                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3783
3784         cgroup_lock();
3785         /*
3786          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3787          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3788          * occur, provided the current cgroup has no children.
3789          *
3790          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3791          * set if there are no children.
3792          */
3793         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3794                                 (val == 1 || val == 0)) {
3795                 if (list_empty(&cont->children))
3796                         memcg->use_hierarchy = val;
3797                 else
3798                         retval = -EBUSY;
3799         } else
3800                 retval = -EINVAL;
3801         cgroup_unlock();
3802
3803         return retval;
3804 }
3805
3806
3807 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3808                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3809 {
3810         struct mem_cgroup *iter;
3811         long val = 0;
3812
3813         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3814         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3815                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3816
3817         if (val < 0) /* race ? */
3818                 val = 0;
3819         return val;
3820 }
3821
3822 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3823 {
3824         u64 val;
3825
3826         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3827                 if (!swap)
3828                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3829                 else
3830                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3831         }
3832
3833         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3834         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3835
3836         if (swap)
3837                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3838
3839         return val << PAGE_SHIFT;
3840 }
3841
3842 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3843 {
3844         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3845         u64 val;
3846         int type, name;
3847
3848         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3849         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3850         switch (type) {
3851         case _MEM:
3852                 if (name == RES_USAGE)
3853                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3854                 else
3855                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3856                 break;
3857         case _MEMSWAP:
3858                 if (name == RES_USAGE)
3859                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3860                 else
3861                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3862                 break;
3863         default:
3864                 BUG();
3865                 break;
3866         }
3867         return val;
3868 }
3869 /*
3870  * The user of this function is...
3871  * RES_LIMIT.
3872  */
3873 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3874                             const char *buffer)
3875 {
3876         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3877         int type, name;
3878         unsigned long long val;
3879         int ret;
3880
3881         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3882         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3883         switch (name) {
3884         case RES_LIMIT:
3885                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3886                         ret = -EINVAL;
3887                         break;
3888                 }
3889                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3890                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3891                 if (ret)
3892                         break;
3893                 if (type == _MEM)
3894                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3895                 else
3896                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3897                 break;
3898         case RES_SOFT_LIMIT:
3899                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3900                 if (ret)
3901                         break;
3902                 /*
3903                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3904                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3905                  * control without swap
3906                  */
3907                 if (type == _MEM)
3908                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3909                 else
3910                         ret = -EINVAL;
3911                 break;
3912         default:
3913                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3914                 break;
3915         }
3916         return ret;
3917 }
3918
3919 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3920                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3921 {
3922         struct cgroup *cgroup;
3923         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3924
3925         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3926         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3927         cgroup = memcg->css.cgroup;
3928         if (!memcg->use_hierarchy)
3929                 goto out;
3930
3931         while (cgroup->parent) {
3932                 cgroup = cgroup->parent;
3933                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3934                 if (!memcg->use_hierarchy)
3935                         break;
3936                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3937                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3938                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3939                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3940         }
3941 out:
3942         *mem_limit = min_limit;
3943         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3944 }
3945
3946 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3947 {
3948         struct mem_cgroup *memcg;
3949         int type, name;
3950
3951         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3952         type = MEMFILE_TYPE(event);
3953         name = MEMFILE_ATTR(event);
3954         switch (name) {
3955         case RES_MAX_USAGE:
3956                 if (type == _MEM)
3957                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3958                 else
3959                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3960                 break;
3961         case RES_FAILCNT:
3962                 if (type == _MEM)
3963                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3964                 else
3965                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3966                 break;
3967         }
3968
3969         return 0;
3970 }
3971
3972 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3973                                         struct cftype *cft)
3974 {
3975         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3976 }
3977
3978 #ifdef CONFIG_MMU
3979 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3980                                         struct cftype *cft, u64 val)
3981 {
3982         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3983
3984         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3985                 return -EINVAL;
3986         /*
3987          * We check this value several times in both in can_attach() and
3988          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
3989          * inconsistent.
3990          */
3991         cgroup_lock();
3992         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3993         cgroup_unlock();
3994
3995         return 0;
3996 }
3997 #else
3998 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3999                                         struct cftype *cft, u64 val)
4000 {
4001         return -ENOSYS;
4002 }
4003 #endif
4004
4005
4006 /* For read statistics */
4007 enum {
4008         MCS_CACHE,
4009         MCS_RSS,
4010         MCS_FILE_MAPPED,
4011         MCS_PGPGIN,
4012         MCS_PGPGOUT,
4013         MCS_SWAP,
4014         MCS_PGFAULT,
4015         MCS_PGMAJFAULT,
4016         MCS_INACTIVE_ANON,
4017         MCS_ACTIVE_ANON,
4018         MCS_INACTIVE_FILE,
4019         MCS_ACTIVE_FILE,
4020         MCS_UNEVICTABLE,
4021         NR_MCS_STAT,
4022 };
4023
4024 struct mcs_total_stat {
4025         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4026 };
4027
4028 struct {
4029         char *local_name;
4030         char *total_name;
4031 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4032         {"cache", "total_cache"},
4033         {"rss", "total_rss"},
4034         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4035         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4036         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4037         {"swap", "total_swap"},
4038         {"pgfault", "total_pgfault"},
4039         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4040         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4041         {"active_anon", "total_active_anon"},
4042         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4043         {"active_file", "total_active_file"},
4044         {"unevictable", "total_unevictable"}
4045 };
4046
4047
4048 static void
4049 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4050 {
4051         s64 val;
4052
4053         /* per cpu stat */
4054         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4055         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4056         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4057         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4058         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4059         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4060         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4061         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4062         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4063         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4064         if (do_swap_account) {
4065                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4066                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4067         }
4068         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4069         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4070         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4071         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4072
4073         /* per zone stat */
4074         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4075         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4076         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4077         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4078         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4079         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4080         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4081         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4082         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4083         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4084 }
4085
4086 static void
4087 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4088 {
4089         struct mem_cgroup *iter;
4090
4091         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4092                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4093 }
4094
4095 #ifdef CONFIG_NUMA
4096 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4097 {
4098         int nid;
4099         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4100         unsigned long node_nr;
4101         struct cgroup *cont = m->private;
4102         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4103
4104         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4105         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4106         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4107                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4108                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4109         }
4110         seq_putc(m, '\n');
4111
4112         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4113         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4114         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4115                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4116                                 LRU_ALL_FILE);
4117                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4118         }
4119         seq_putc(m, '\n');
4120
4121         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4122         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4123         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4124                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4125                                 LRU_ALL_ANON);
4126                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4127         }
4128         seq_putc(m, '\n');
4129
4130         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4131         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4132         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4133                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4134                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4135                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4136         }
4137         seq_putc(m, '\n');
4138         return 0;
4139 }
4140 #endif /* CONFIG_NUMA */
4141
4142 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4143                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4144 {
4145         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4146         struct mcs_total_stat mystat;
4147         int i;
4148
4149         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4150         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4151
4152
4153         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4154                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4155                         continue;
4156                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4157         }
4158
4159         /* Hierarchical information */
4160         {
4161                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4162                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4163                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4164                 if (do_swap_account)
4165                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4166         }
4167
4168         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4169         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4170         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4171                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4172                         continue;
4173                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4174         }
4175
4176 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4177         {
4178                 int nid, zid;
4179                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4180                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4181                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4182
4183                 for_each_online_node(nid)
4184                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4185                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4186
4187                                 recent_rotated[0] +=
4188                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4189                                 recent_rotated[1] +=
4190                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4191                                 recent_scanned[0] +=
4192                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4193                                 recent_scanned[1] +=
4194                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4195                         }
4196                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4197                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4198                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4199                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4200         }
4201 #endif
4202
4203         return 0;
4204 }
4205
4206 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4207 {
4208         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4209
4210         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4211 }
4212
4213 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4214                                        u64 val)
4215 {
4216         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4217         struct mem_cgroup *parent;
4218
4219         if (val > 100)
4220                 return -EINVAL;
4221
4222         if (cgrp->parent == NULL)
4223                 return -EINVAL;
4224
4225         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4226
4227         cgroup_lock();
4228
4229         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4230         if ((parent->use_hierarchy) ||
4231             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4232                 cgroup_unlock();
4233                 return -EINVAL;
4234         }
4235
4236         memcg->swappiness = val;
4237
4238         cgroup_unlock();
4239
4240         return 0;
4241 }
4242
4243 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4244 {
4245         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4246         u64 usage;
4247         int i;
4248
4249         rcu_read_lock();
4250         if (!swap)
4251                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4252         else
4253                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4254
4255         if (!t)
4256                 goto unlock;
4257
4258         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4259
4260         /*
4261          * current_threshold points to threshold just below usage.
4262          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4263          * call of __mem_cgroup_threshold().
4264          */
4265         i = t->current_threshold;
4266
4267         /*
4268          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4269          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4270          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4271          * only one element of the array here.
4272          */
4273         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4274                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4275
4276         /* i = current_threshold + 1 */
4277         i++;
4278
4279         /*
4280          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4281          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4282          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4283          * only one element of the array here.
4284          */
4285         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4286                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4287
4288         /* Update current_threshold */
4289         t->current_threshold = i - 1;
4290 unlock:
4291         rcu_read_unlock();
4292 }
4293
4294 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4295 {
4296         while (memcg) {
4297                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4298                 if (do_swap_account)
4299                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4300
4301                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4302         }
4303 }
4304
4305 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4306 {
4307         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4308         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4309
4310         return _a->threshold - _b->threshold;
4311 }
4312
4313 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4314 {
4315         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4316
4317         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4318                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4319         return 0;
4320 }
4321
4322 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4323 {
4324         struct mem_cgroup *iter;
4325
4326         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4327                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4328 }
4329
4330 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4331         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4332 {
4333         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4334         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4335         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4336         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4337         u64 threshold, usage;
4338         int i, size, ret;
4339
4340         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4341         if (ret)
4342                 return ret;
4343
4344         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4345
4346         if (type == _MEM)
4347                 thresholds = &memcg->thresholds;
4348         else if (type == _MEMSWAP)
4349                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4350         else
4351                 BUG();
4352
4353         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4354
4355         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4356         if (thresholds->primary)
4357                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4358
4359         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4360
4361         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4362         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4363                         GFP_KERNEL);
4364         if (!new) {
4365                 ret = -ENOMEM;
4366                 goto unlock;
4367         }
4368         new->size = size;
4369
4370         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4371         if (thresholds->primary) {
4372                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4373                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4374         }
4375
4376         /* Add new threshold */
4377         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4378         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4379
4380         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4381         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4382                         compare_thresholds, NULL);
4383
4384         /* Find current threshold */
4385         new->current_threshold = -1;
4386         for (i = 0; i < size; i++) {
4387                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4388                         /*
4389                          * new->current_threshold will not be used until
4390                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4391                          * it here.
4392                          */
4393                         ++new->current_threshold;
4394                 }
4395         }
4396
4397         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4398         kfree(thresholds->spare);
4399         thresholds->spare = thresholds->primary;
4400
4401         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4402
4403         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4404         synchronize_rcu();
4405
4406 unlock:
4407         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4408
4409         return ret;
4410 }
4411
4412 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4413         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4414 {
4415         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4416         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4417         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4418         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4419         u64 usage;
4420         int i, j, size;
4421
4422         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4423         if (type == _MEM)
4424                 thresholds = &memcg->thresholds;
4425         else if (type == _MEMSWAP)
4426                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4427         else
4428                 BUG();
4429
4430         /*
4431          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4432          * if we don't have thresholds
4433          */
4434         BUG_ON(!thresholds);
4435
4436         if (!thresholds->primary)
4437                 goto unlock;
4438
4439         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4440
4441         /* Check if a threshold crossed before removing */
4442         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4443
4444         /* Calculate new number of threshold */
4445         size = 0;
4446         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4447                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4448                         size++;
4449         }
4450
4451         new = thresholds->spare;
4452
4453         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4454         if (!size) {
4455                 kfree(new);
4456                 new = NULL;
4457                 goto swap_buffers;
4458         }
4459
4460         new->size = size;
4461
4462         /* Copy thresholds and find current threshold */
4463         new->current_threshold = -1;
4464         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4465                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4466                         continue;
4467
4468                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4469                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4470                         /*
4471                          * new->current_threshold will not be used
4472                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4473                          * it here.
4474                          */
4475                         ++new->current_threshold;
4476                 }
4477                 j++;
4478         }
4479
4480 swap_buffers:
4481         /* Swap primary and spare array */
4482         thresholds->spare = thresholds->primary;
4483         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4484
4485         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4486         synchronize_rcu();
4487 unlock:
4488         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4489 }
4490
4491 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4492         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4493 {
4494         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4495         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4496         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4497
4498         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4499         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4500         if (!event)
4501                 return -ENOMEM;
4502
4503         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4504
4505         event->eventfd = eventfd;
4506         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4507
4508         /* already in OOM ? */
4509         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4510                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4511         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4512
4513         return 0;
4514 }
4515
4516 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4517         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4518 {
4519         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4520         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4521         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4522
4523         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4524
4525         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4526
4527         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4528                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4529                         list_del(&ev->list);
4530                         kfree(ev);
4531                 }
4532         }
4533
4534         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4535 }
4536
4537 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4538         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4539 {
4540         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4541
4542         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4543
4544         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4545                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4546         else
4547                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4548         return 0;
4549 }
4550
4551 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4552         struct cftype *cft, u64 val)
4553 {
4554         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4555         struct mem_cgroup *parent;
4556
4557         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4558         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4559                 return -EINVAL;
4560
4561         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4562
4563         cgroup_lock();
4564         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4565         if ((parent->use_hierarchy) ||
4566             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4567                 cgroup_unlock();
4568                 return -EINVAL;
4569         }
4570         memcg->oom_kill_disable = val;
4571         if (!val)
4572                 memcg_oom_recover(memcg);
4573         cgroup_unlock();
4574         return 0;
4575 }
4576
4577 #ifdef CONFIG_NUMA
4578 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4579         .read = seq_read,
4580         .llseek = seq_lseek,
4581         .release = single_release,
4582 };
4583
4584 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4585 {
4586         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4587
4588         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4589         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4590 }
4591 #endif /* CONFIG_NUMA */
4592
4593 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4594 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4595 {
4596         /*
4597          * Part of this would be better living in a separate allocation
4598          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4599          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4600          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4601          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4602          */
4603         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4604 };
4605
4606 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4607 {
4608         mem_cgroup_sockets_destroy(cont);
4609 }
4610 #else
4611 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4612 {
4613         return 0;
4614 }
4615
4616 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4617 {
4618 }
4619 #endif
4620
4621 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4622         {
4623                 .name = "usage_in_bytes",
4624                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4625                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4626                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4627                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4628         },
4629         {
4630                 .name = "max_usage_in_bytes",
4631                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4632                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4633                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4634         },
4635         {
4636                 .name = "limit_in_bytes",
4637                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4638                 .write_string = mem_cgroup_write,
4639                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4640         },
4641         {
4642                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4643                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4644                 .write_string = mem_cgroup_write,
4645                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4646         },
4647         {
4648                 .name = "failcnt",
4649                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4650                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4651                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4652         },
4653         {
4654                 .name = "stat",
4655                 .read_map = mem_control_stat_show,
4656         },
4657         {
4658                 .name = "force_empty",
4659                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4660         },
4661         {
4662                 .name = "use_hierarchy",
4663                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4664                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4665         },
4666         {
4667                 .name = "swappiness",
4668                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4669                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4670         },
4671         {
4672                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4673                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4674                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4675         },
4676         {
4677                 .name = "oom_control",
4678                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4679                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4680                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4681                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4682                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4683         },
4684 #ifdef CONFIG_NUMA
4685         {
4686                 .name = "numa_stat",
4687                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4688                 .mode = S_IRUGO,
4689         },
4690 #endif
4691 };
4692
4693 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4694 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4695         {
4696                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4697                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4698                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4699                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4700                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4701         },
4702         {
4703                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4704                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4705                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4706                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4707         },
4708         {
4709                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4710                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4711                 .write_string = mem_cgroup_write,
4712                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4713         },
4714         {
4715                 .name = "memsw.failcnt",
4716                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4717                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4718                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4719         },
4720 };
4721
4722 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4723 {
4724         if (!do_swap_account)
4725                 return 0;
4726         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4727                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4728 };
4729 #else
4730 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4731 {
4732         return 0;
4733 }
4734 #endif
4735
4736 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4737 {
4738         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4739         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4740         enum lru_list lru;
4741         int zone, tmp = node;
4742         /*
4743          * This routine is called against possible nodes.
4744          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4745          *
4746          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4747          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4748          *       function.
4749          */
4750         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4751                 tmp = -1;
4752         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4753         if (!pn)
4754                 return 1;
4755
4756         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4757                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4758                 for_each_lru(lru)
4759                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4760                 mz->usage_in_excess = 0;
4761                 mz->on_tree = false;
4762                 mz->memcg = memcg;
4763         }
4764         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4765         return 0;
4766 }
4767
4768 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4769 {
4770         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4771 }
4772
4773 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4774 {
4775         struct mem_cgroup *memcg;
4776         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4777
4778         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4779         if (size < PAGE_SIZE)
4780                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4781         else
4782                 memcg = vzalloc(size);
4783
4784         if (!memcg)
4785                 return NULL;
4786
4787         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4788         if (!memcg->stat)
4789                 goto out_free;
4790         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4791         return memcg;
4792
4793 out_free:
4794         if (size < PAGE_SIZE)
4795                 kfree(memcg);
4796         else
4797                 vfree(memcg);
4798         return NULL;
4799 }
4800
4801 /*
4802  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4803  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4804  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4805  */
4806 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4807 {
4808         struct mem_cgroup *memcg;
4809
4810         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4811         vfree(memcg);
4812 }
4813 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4814 {
4815         struct mem_cgroup *memcg;
4816
4817         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4818         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4819         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4820 }
4821
4822 /*
4823  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4824  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4825  *
4826  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4827  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4828  * it goes down to 0.
4829  *
4830  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4831  */
4832
4833 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4834 {
4835         int node;
4836
4837         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4838         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4839
4840         for_each_node(node)
4841                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4842
4843         free_percpu(memcg->stat);
4844         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4845                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4846         else
4847                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4848 }
4849
4850 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4851 {
4852         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4853 }
4854
4855 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4856 {
4857         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4858                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4859                 __mem_cgroup_free(memcg);
4860                 if (parent)
4861                         mem_cgroup_put(parent);
4862         }
4863 }
4864
4865 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4866 {
4867         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4868 }
4869
4870 /*
4871  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4872  */
4873 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4874 {
4875         if (!memcg->res.parent)
4876                 return NULL;
4877         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4878 }
4879 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4880
4881 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4882 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4883 {
4884         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4885                 do_swap_account = 1;
4886 }
4887 #else
4888 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4889 {
4890 }
4891 #endif
4892
4893 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4894 {
4895         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4896         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4897         int tmp, node, zone;
4898
4899         for_each_node(node) {
4900                 tmp = node;
4901                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4902                         tmp = -1;
4903                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4904                 if (!rtpn)
4905                         goto err_cleanup;
4906
4907                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4908
4909                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4910                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4911                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4912                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4913                 }
4914         }
4915         return 0;
4916
4917 err_cleanup:
4918         for_each_node(node) {
4919                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4920                         break;
4921                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4922                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4923         }
4924         return 1;
4925
4926 }
4927
4928 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4929 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4930 {
4931         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4932         long error = -ENOMEM;
4933         int node;
4934
4935         memcg = mem_cgroup_alloc();
4936         if (!memcg)
4937                 return ERR_PTR(error);
4938
4939         for_each_node(node)
4940                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4941                         goto free_out;
4942
4943         /* root ? */
4944         if (cont->parent == NULL) {
4945                 int cpu;
4946                 enable_swap_cgroup();
4947                 parent = NULL;
4948                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4949                         goto free_out;
4950                 root_mem_cgroup = memcg;
4951                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4952                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4953                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4954                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4955                 }
4956                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4957         } else {
4958                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4959                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4960                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4961         }
4962
4963         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4964                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4965                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4966                 /*
4967                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4968                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4969                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4970                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4971                  */
4972                 mem_cgroup_get(parent);
4973         } else {
4974                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4975                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4976         }
4977         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4978         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4979
4980         if (parent)
4981                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4982         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4983         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4984         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4985         return &memcg->css;
4986 free_out:
4987         __mem_cgroup_free(memcg);
4988         return ERR_PTR(error);
4989 }
4990
4991 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
4992 {
4993         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4994
4995         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
4996 }
4997
4998 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4999 {
5000         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5001
5002         kmem_cgroup_destroy(cont);
5003
5004         mem_cgroup_put(memcg);
5005 }
5006
5007 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5008                                 struct cgroup *cont)
5009 {
5010         int ret;
5011
5012         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5013                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5014
5015         if (!ret)
5016                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5017
5018         if (!ret)
5019                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5020
5021         return ret;
5022 }
5023
5024 #ifdef CONFIG_MMU
5025 /* Handlers for move charge at task migration. */
5026 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5027 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5028 {
5029         int ret = 0;
5030         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5031         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5032
5033         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5034                 mc.precharge += count;
5035                 /* we don't need css_get for root */
5036                 return ret;
5037         }
5038         /* try to charge at once */
5039         if (count > 1) {
5040                 struct res_counter *dummy;
5041                 /*
5042                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5043                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5044                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5045                  * css_get().
5046                  */
5047                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5048                         goto one_by_one;
5049                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5050                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5051                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5052                         goto one_by_one;
5053                 }
5054                 mc.precharge += count;
5055                 return ret;
5056         }
5057 one_by_one:
5058         /* fall back to one by one charge */
5059         while (count--) {
5060                 if (signal_pending(current)) {
5061                         ret = -EINTR;
5062                         break;
5063                 }
5064                 if (!batch_count--) {
5065                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5066                         cond_resched();
5067                 }
5068                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5069                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5070                 if (ret)
5071                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5072                         return ret;
5073                 mc.precharge++;
5074         }
5075         return ret;
5076 }
5077
5078 /**
5079  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5080  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5081  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5082  * @ptent: the pte to be checked
5083  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5084  *
5085  * Returns
5086  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5087  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5088  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5089  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5090  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5091  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5092  *     in target->ent.
5093  *
5094  * Called with pte lock held.
5095  */
5096 union mc_target {
5097         struct page     *page;
5098         swp_entry_t     ent;
5099 };
5100
5101 enum mc_target_type {
5102         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5103         MC_TARGET_PAGE,
5104         MC_TARGET_SWAP,
5105 };
5106
5107 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5108                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5109 {
5110         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5111
5112         if (!page || !page_mapped(page))
5113                 return NULL;
5114         if (PageAnon(page)) {
5115                 /* we don't move shared anon */
5116                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5117                         return NULL;
5118         } else if (!move_file())
5119                 /* we ignore mapcount for file pages */
5120                 return NULL;
5121         if (!get_page_unless_zero(page))
5122                 return NULL;
5123
5124         return page;
5125 }
5126
5127 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5128                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5129 {
5130         int usage_count;
5131         struct page *page = NULL;
5132         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5133
5134         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5135                 return NULL;
5136         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5137         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5138                 if (page)
5139                         put_page(page);
5140                 return NULL;
5141         }
5142         if (do_swap_account)
5143                 entry->val = ent.val;
5144
5145         return page;
5146 }
5147
5148 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5149                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5150 {
5151         struct page *page = NULL;
5152         struct inode *inode;
5153         struct address_space *mapping;
5154         pgoff_t pgoff;
5155
5156         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5157                 return NULL;
5158         if (!move_file())
5159                 return NULL;
5160
5161         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5162         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5163         if (pte_none(ptent))
5164                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5165         else /* pte_file(ptent) is true */
5166                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5167
5168         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5169         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5170
5171 #ifdef CONFIG_SWAP
5172         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5173         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5174                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5175                 if (do_swap_account)
5176                         *entry = swap;
5177                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5178         }
5179 #endif
5180         return page;
5181 }
5182
5183 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5184                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5185 {
5186         struct page *page = NULL;
5187         struct page_cgroup *pc;
5188         int ret = 0;
5189         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5190
5191         if (pte_present(ptent))
5192                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5193         else if (is_swap_pte(ptent))
5194                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5195         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5196                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5197
5198         if (!page && !ent.val)
5199                 return 0;
5200         if (page) {
5201                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5202                 /*
5203                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5204                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5205                  * the lock.
5206                  */
5207                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5208                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5209                         if (target)
5210                                 target->page = page;
5211                 }
5212                 if (!ret || !target)
5213                         put_page(page);
5214         }
5215         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5216         if (ent.val && !ret &&
5217                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5218                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5219                 if (target)
5220                         target->ent = ent;
5221         }
5222         return ret;
5223 }
5224
5225 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5226                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5227                                         struct mm_walk *walk)
5228 {
5229         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5230         pte_t *pte;
5231         spinlock_t *ptl;
5232
5233         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5234         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5235                 return 0;
5236
5237         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5238         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5239                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5240                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5241         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5242         cond_resched();
5243
5244         return 0;
5245 }
5246
5247 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5248 {
5249         unsigned long precharge;
5250         struct vm_area_struct *vma;
5251
5252         down_read(&mm->mmap_sem);
5253         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5254                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5255                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5256                         .mm = mm,
5257                         .private = vma,
5258                 };
5259                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5260                         continue;
5261                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5262                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5263         }
5264         up_read(&mm->mmap_sem);
5265
5266         precharge = mc.precharge;
5267         mc.precharge = 0;
5268
5269         return precharge;
5270 }
5271
5272 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5273 {
5274         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5275
5276         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5277         mc.moving_task = current;
5278         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5279 }
5280
5281 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5282 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5283 {
5284         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5285         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5286
5287         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5288         if (mc.precharge) {
5289                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5290                 mc.precharge = 0;
5291         }
5292         /*
5293          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5294          * we must uncharge here.
5295          */
5296         if (mc.moved_charge) {
5297                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5298                 mc.moved_charge = 0;
5299         }
5300         /* we must fixup refcnts and charges */
5301         if (mc.moved_swap) {
5302                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5303                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5304                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5305                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5306                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5307
5308                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5309                         /*
5310                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5311                          * uncharge to->res.
5312                          */
5313                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5314                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5315                 }
5316                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5317                 mc.moved_swap = 0;
5318         }
5319         memcg_oom_recover(from);
5320         memcg_oom_recover(to);
5321         wake_up_all(&mc.waitq);
5322 }
5323
5324 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5325 {
5326         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5327
5328         /*
5329          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5330          * task migration.
5331          */
5332         mc.moving_task = NULL;
5333         __mem_cgroup_clear_mc();
5334         spin_lock(&mc.lock);
5335         mc.from = NULL;
5336         mc.to = NULL;
5337         spin_unlock(&mc.lock);
5338         mem_cgroup_end_move(from);
5339 }
5340
5341 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5342                                  struct cgroup_taskset *tset)
5343 {
5344         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5345         int ret = 0;
5346         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5347
5348         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5349                 struct mm_struct *mm;
5350                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5351
5352                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5353
5354                 mm = get_task_mm(p);
5355                 if (!mm)
5356                         return 0;
5357                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5358                 if (mm->owner == p) {
5359                         VM_BUG_ON(mc.from);
5360                         VM_BUG_ON(mc.to);
5361                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5362                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5363                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5364                         mem_cgroup_start_move(from);
5365                         spin_lock(&mc.lock);
5366                         mc.from = from;
5367                         mc.to = memcg;
5368                         spin_unlock(&mc.lock);
5369                         /* We set mc.moving_task later */
5370
5371                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5372                         if (ret)
5373                                 mem_cgroup_clear_mc();
5374                 }
5375                 mmput(mm);
5376         }
5377         return ret;
5378 }
5379
5380 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5381                                      struct cgroup_taskset *tset)
5382 {
5383         mem_cgroup_clear_mc();
5384 }
5385
5386 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5387                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5388                                 struct mm_walk *walk)
5389 {
5390         int ret = 0;
5391         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5392         pte_t *pte;
5393         spinlock_t *ptl;
5394
5395         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5396         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5397                 return 0;
5398 retry:
5399         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5400         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5401                 pte_t ptent = *(pte++);
5402                 union mc_target target;
5403                 int type;
5404                 struct page *page;
5405                 struct page_cgroup *pc;
5406                 swp_entry_t ent;
5407
5408                 if (!mc.precharge)
5409                         break;
5410
5411                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5412                 switch (type) {
5413                 case MC_TARGET_PAGE:
5414                         page = target.page;
5415                         if (isolate_lru_page(page))
5416                                 goto put;
5417                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5418                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5419                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5420                                 mc.precharge--;
5421                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5422                                 mc.moved_charge++;
5423                         }
5424                         putback_lru_page(page);
5425 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5426                         put_page(page);
5427                         break;
5428                 case MC_TARGET_SWAP:
5429                         ent = target.ent;
5430                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5431                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5432                                 mc.precharge--;
5433                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5434                                 mc.moved_swap++;
5435                         }
5436                         break;
5437                 default:
5438                         break;
5439                 }
5440         }
5441         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5442         cond_resched();
5443
5444         if (addr != end) {
5445                 /*
5446                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5447                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5448                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5449                  * phase.
5450                  */
5451                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5452                 if (!ret)
5453                         goto retry;
5454         }
5455
5456         return ret;
5457 }
5458
5459 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5460 {
5461         struct vm_area_struct *vma;
5462
5463         lru_add_drain_all();
5464 retry:
5465         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5466                 /*
5467                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5468                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5469                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5470                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5471                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5472                  */
5473                 __mem_cgroup_clear_mc();
5474                 cond_resched();
5475                 goto retry;
5476         }
5477         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5478                 int ret;
5479                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5480                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5481                         .mm = mm,
5482                         .private = vma,
5483                 };
5484                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5485                         continue;
5486                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5487                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5488                 if (ret)
5489                         /*
5490                          * means we have consumed all precharges and failed in
5491                          * doing additional charge. Just abandon here.
5492                          */
5493                         break;
5494         }
5495         up_read(&mm->mmap_sem);
5496 }
5497
5498 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5499                                  struct cgroup_taskset *tset)
5500 {
5501         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5502         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5503
5504         if (mm) {
5505                 if (mc.to)
5506                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5507                 put_swap_token(mm);
5508                 mmput(mm);
5509         }
5510         if (mc.to)
5511                 mem_cgroup_clear_mc();
5512 }
5513 #else   /* !CONFIG_MMU */
5514 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5515                                  struct cgroup_taskset *tset)
5516 {
5517         return 0;
5518 }
5519 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5520                                      struct cgroup_taskset *tset)
5521 {
5522 }
5523 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5524                                  struct cgroup_taskset *tset)
5525 {
5526 }
5527 #endif
5528
5529 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5530         .name = "memory",
5531         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5532         .create = mem_cgroup_create,
5533         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5534         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5535         .populate = mem_cgroup_populate,
5536         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5537         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5538         .attach = mem_cgroup_move_task,
5539         .early_init = 0,
5540         .use_id = 1,
5541 };
5542
5543 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5544 static int __init enable_swap_account(char *s)
5545 {
5546         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5547         if (!strcmp(s, "1"))
5548                 really_do_swap_account = 1;
5549         else if (!strcmp(s, "0"))
5550                 really_do_swap_account = 0;
5551         return 1;
5552 }
5553 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5554
5555 #endif