KVM: Add barriers to allow mmu_notifier_retry to be used locklessly
[linux-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
93         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
94 };
95
96 enum mem_cgroup_events_index {
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104 /*
105  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
106  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
107  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
108  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
109  */
110 enum mem_cgroup_events_target {
111         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
112         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
113         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
114         MEM_CGROUP_NTARGETS,
115 };
116 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
117 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
118 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
119
120 struct mem_cgroup_stat_cpu {
121         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
122         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
123         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
124 };
125
126 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
127         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
128         int position;
129         /* scan generation, increased every round-trip */
130         unsigned int generation;
131 };
132
133 /*
134  * per-zone information in memory controller.
135  */
136 struct mem_cgroup_per_zone {
137         struct lruvec           lruvec;
138         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
139
140         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
141
142         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
143         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
144         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
145                                                 /* the soft limit is exceeded*/
146         bool                    on_tree;
147         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
148                                                 /* use container_of        */
149 };
150 /* Macro for accessing counter */
151 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
152
153 struct mem_cgroup_per_node {
154         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_lru_info {
158         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
159 };
160
161 /*
162  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
163  * their hierarchy representation
164  */
165
166 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
167         struct rb_root rb_root;
168         spinlock_t lock;
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree_per_node {
172         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
173 };
174
175 struct mem_cgroup_tree {
176         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
177 };
178
179 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
180
181 struct mem_cgroup_threshold {
182         struct eventfd_ctx *eventfd;
183         u64 threshold;
184 };
185
186 /* For threshold */
187 struct mem_cgroup_threshold_ary {
188         /* An array index points to threshold just below usage. */
189         int current_threshold;
190         /* Size of entries[] */
191         unsigned int size;
192         /* Array of thresholds */
193         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
194 };
195
196 struct mem_cgroup_thresholds {
197         /* Primary thresholds array */
198         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
199         /*
200          * Spare threshold array.
201          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
202          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
203          */
204         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
205 };
206
207 /* for OOM */
208 struct mem_cgroup_eventfd_list {
209         struct list_head list;
210         struct eventfd_ctx *eventfd;
211 };
212
213 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
214 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
215
216 /*
217  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
218  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
219  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
220  * to help the administrator determine what knobs to tune.
221  *
222  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
223  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
224  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
225  * a feature that will be implemented much later in the future.
226  */
227 struct mem_cgroup {
228         struct cgroup_subsys_state css;
229         /*
230          * the counter to account for memory usage
231          */
232         struct res_counter res;
233         /*
234          * the counter to account for mem+swap usage.
235          */
236         struct res_counter memsw;
237         /*
238          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
239          * per zone LRU lists.
240          */
241         struct mem_cgroup_lru_info info;
242         int last_scanned_node;
243 #if MAX_NUMNODES > 1
244         nodemask_t      scan_nodes;
245         atomic_t        numainfo_events;
246         atomic_t        numainfo_updating;
247 #endif
248         /*
249          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
250          */
251         bool use_hierarchy;
252
253         bool            oom_lock;
254         atomic_t        under_oom;
255
256         atomic_t        refcnt;
257
258         int     swappiness;
259         /* OOM-Killer disable */
260         int             oom_kill_disable;
261
262         /* set when res.limit == memsw.limit */
263         bool            memsw_is_minimum;
264
265         /* protect arrays of thresholds */
266         struct mutex thresholds_lock;
267
268         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
269         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
270
271         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
272         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
273
274         /* For oom notifier event fd */
275         struct list_head oom_notify;
276
277         /*
278          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
279          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
280          */
281         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
282         /*
283          * percpu counter.
284          */
285         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
286         /*
287          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
288          * See mem_cgroup_read_stat().
289          */
290         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
291         spinlock_t pcp_counter_lock;
292
293 #ifdef CONFIG_INET
294         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
295 #endif
296 };
297
298 /* Stuffs for move charges at task migration. */
299 /*
300  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
301  * left-shifted bitmap of these types.
302  */
303 enum move_type {
304         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
305         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
306         NR_MOVE_TYPE,
307 };
308
309 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
310 static struct move_charge_struct {
311         spinlock_t        lock; /* for from, to */
312         struct mem_cgroup *from;
313         struct mem_cgroup *to;
314         unsigned long precharge;
315         unsigned long moved_charge;
316         unsigned long moved_swap;
317         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
318         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
319 } mc = {
320         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
321         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
322 };
323
324 static bool move_anon(void)
325 {
326         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
327                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
328 }
329
330 static bool move_file(void)
331 {
332         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
333                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
334 }
335
336 /*
337  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
338  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
339  */
340 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
341 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
342
343 enum charge_type {
344         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
345         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
346         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
347         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
348         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
349         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
350         NR_CHARGE_TYPE,
351 };
352
353 /* for encoding cft->private value on file */
354 #define _MEM                    (0)
355 #define _MEMSWAP                (1)
356 #define _OOM_TYPE               (2)
357 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
358 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
359 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
360 /* Used for OOM nofiier */
361 #define OOM_CONTROL             (0)
362
363 /*
364  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
365  */
366 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
367 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
368 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
369 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
370
371 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
372 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
373
374 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
375 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
376 #include <net/sock.h>
377 #include <net/ip.h>
378
379 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
380 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
381 {
382         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
383                 struct mem_cgroup *memcg;
384
385                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
386
387                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
388                  * filled. It won't however, necessarily happen from
389                  * process context. So the test for root memcg given
390                  * the current task's memcg won't help us in this case.
391                  *
392                  * Respecting the original socket's memcg is a better
393                  * decision in this case.
394                  */
395                 if (sk->sk_cgrp) {
396                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
397                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
398                         return;
399                 }
400
401                 rcu_read_lock();
402                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
403                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
404                         mem_cgroup_get(memcg);
405                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
406                 }
407                 rcu_read_unlock();
408         }
409 }
410 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
411
412 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
413 {
414         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
415                 struct mem_cgroup *memcg;
416                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
417                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
418                 mem_cgroup_put(memcg);
419         }
420 }
421
422 #ifdef CONFIG_INET
423 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
426                 return NULL;
427
428         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
431 #endif /* CONFIG_INET */
432 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
433
434 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
435
436 static struct mem_cgroup_per_zone *
437 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
438 {
439         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
443 {
444         return &memcg->css;
445 }
446
447 static struct mem_cgroup_per_zone *
448 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
449 {
450         int nid = page_to_nid(page);
451         int zid = page_zonenum(page);
452
453         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
454 }
455
456 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
457 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
458 {
459         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
463 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
464 {
465         int nid = page_to_nid(page);
466         int zid = page_zonenum(page);
467
468         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
469 }
470
471 static void
472 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
473                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
475                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
476 {
477         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
478         struct rb_node *parent = NULL;
479         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
480
481         if (mz->on_tree)
482                 return;
483
484         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
485         if (!mz->usage_in_excess)
486                 return;
487         while (*p) {
488                 parent = *p;
489                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
490                                         tree_node);
491                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
492                         p = &(*p)->rb_left;
493                 /*
494                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
495                  * limit by the same amount
496                  */
497                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
498                         p = &(*p)->rb_right;
499         }
500         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
501         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
502         mz->on_tree = true;
503 }
504
505 static void
506 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
507                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
508                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
509 {
510         if (!mz->on_tree)
511                 return;
512         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = false;
514 }
515
516 static void
517 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
518                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
519                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
520 {
521         spin_lock(&mctz->lock);
522         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
523         spin_unlock(&mctz->lock);
524 }
525
526
527 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
528 {
529         unsigned long long excess;
530         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
531         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
532         int nid = page_to_nid(page);
533         int zid = page_zonenum(page);
534         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
535
536         /*
537          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
538          * because their event counter is not touched.
539          */
540         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
541                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
542                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
543                 /*
544                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
545                  * mem is over its softlimit.
546                  */
547                 if (excess || mz->on_tree) {
548                         spin_lock(&mctz->lock);
549                         /* if on-tree, remove it */
550                         if (mz->on_tree)
551                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
552                         /*
553                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
554                          * If excess is 0, no tree ops.
555                          */
556                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
557                         spin_unlock(&mctz->lock);
558                 }
559         }
560 }
561
562 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         int node, zone;
565         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
567
568         for_each_node(node) {
569                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
570                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
571                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
572                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573                 }
574         }
575 }
576
577 static struct mem_cgroup_per_zone *
578 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
579 {
580         struct rb_node *rightmost = NULL;
581         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
582
583 retry:
584         mz = NULL;
585         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
586         if (!rightmost)
587                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
588
589         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
590         /*
591          * Remove the node now but someone else can add it back,
592          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
593          * position in the tree.
594          */
595         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
596         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
597                 !css_tryget(&mz->mem->css))
598                 goto retry;
599 done:
600         return mz;
601 }
602
603 static struct mem_cgroup_per_zone *
604 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
605 {
606         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
607
608         spin_lock(&mctz->lock);
609         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
610         spin_unlock(&mctz->lock);
611         return mz;
612 }
613
614 /*
615  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
616  *
617  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
618  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
619  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
620  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
621  *
622  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
623  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
624  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
625  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
626  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
627  *
628  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
629  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
630  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
631  * implemented.
632  */
633 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
634                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
635 {
636         long val = 0;
637         int cpu;
638
639         get_online_cpus();
640         for_each_online_cpu(cpu)
641                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
642 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
643         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
644         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
645         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
646 #endif
647         put_online_cpus();
648         return val;
649 }
650
651 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
652                                          bool charge)
653 {
654         int val = (charge) ? 1 : -1;
655         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
656 }
657
658 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
659                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
660 {
661         unsigned long val = 0;
662         int cpu;
663
664         for_each_online_cpu(cpu)
665                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
666 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
667         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
668         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
669         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
670 #endif
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool file, int nr_pages)
676 {
677         preempt_disable();
678
679         if (file)
680                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
681                                 nr_pages);
682         else
683                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
684                                 nr_pages);
685
686         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
687         if (nr_pages > 0)
688                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
689         else {
690                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
691                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
692         }
693
694         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
695
696         preempt_enable();
697 }
698
699 unsigned long
700 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
701                         unsigned int lru_mask)
702 {
703         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
704         enum lru_list l;
705         unsigned long ret = 0;
706
707         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
708
709         for_each_lru(l) {
710                 if (BIT(l) & lru_mask)
711                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
712         }
713         return ret;
714 }
715
716 static unsigned long
717 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
718                         int nid, unsigned int lru_mask)
719 {
720         u64 total = 0;
721         int zid;
722
723         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
724                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
725                                                 nid, zid, lru_mask);
726
727         return total;
728 }
729
730 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
731                         unsigned int lru_mask)
732 {
733         int nid;
734         u64 total = 0;
735
736         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
737                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
738         return total;
739 }
740
741 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
742                                        enum mem_cgroup_events_target target)
743 {
744         unsigned long val, next;
745
746         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
747         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
748         /* from time_after() in jiffies.h */
749         if ((long)next - (long)val < 0) {
750                 switch (target) {
751                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
752                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
753                         break;
754                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
755                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
756                         break;
757                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
758                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
759                         break;
760                 default:
761                         break;
762                 }
763                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
764                 return true;
765         }
766         return false;
767 }
768
769 /*
770  * Check events in order.
771  *
772  */
773 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
774 {
775         preempt_disable();
776         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
777         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
778                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
779                 bool do_softlimit;
780                 bool do_numainfo __maybe_unused;
781
782                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
783                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
784 #if MAX_NUMNODES > 1
785                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
786                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
787 #endif
788                 preempt_enable();
789
790                 mem_cgroup_threshold(memcg);
791                 if (unlikely(do_softlimit))
792                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
793 #if MAX_NUMNODES > 1
794                 if (unlikely(do_numainfo))
795                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
796 #endif
797         } else
798                 preempt_enable();
799 }
800
801 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
802 {
803         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
804                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
805                                 css);
806 }
807
808 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
809 {
810         /*
811          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
812          * if it races with swapoff, page migration, etc.
813          * So this can be called with p == NULL.
814          */
815         if (unlikely(!p))
816                 return NULL;
817
818         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
819                                 struct mem_cgroup, css);
820 }
821
822 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
823 {
824         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
825
826         if (!mm)
827                 return NULL;
828         /*
829          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
830          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
831          * pessimistic (rather than adding locks here).
832          */
833         rcu_read_lock();
834         do {
835                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
836                 if (unlikely(!memcg))
837                         break;
838         } while (!css_tryget(&memcg->css));
839         rcu_read_unlock();
840         return memcg;
841 }
842
843 /**
844  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
845  * @root: hierarchy root
846  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
847  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
848  *
849  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
850  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
851  *
852  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
853  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
854  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
855  *
856  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
857  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
858  * reclaimers operating on the same zone and priority.
859  */
860 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
861                                    struct mem_cgroup *prev,
862                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
863 {
864         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
865         int id = 0;
866
867         if (mem_cgroup_disabled())
868                 return NULL;
869
870         if (!root)
871                 root = root_mem_cgroup;
872
873         if (prev && !reclaim)
874                 id = css_id(&prev->css);
875
876         if (prev && prev != root)
877                 css_put(&prev->css);
878
879         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
880                 if (prev)
881                         return NULL;
882                 return root;
883         }
884
885         while (!memcg) {
886                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
887                 struct cgroup_subsys_state *css;
888
889                 if (reclaim) {
890                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
891                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
892                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
893
894                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
895                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
896                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
897                                 return NULL;
898                         id = iter->position;
899                 }
900
901                 rcu_read_lock();
902                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
903                 if (css) {
904                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
905                                 memcg = container_of(css,
906                                                      struct mem_cgroup, css);
907                 } else
908                         id = 0;
909                 rcu_read_unlock();
910
911                 if (reclaim) {
912                         iter->position = id;
913                         if (!css)
914                                 iter->generation++;
915                         else if (!prev && memcg)
916                                 reclaim->generation = iter->generation;
917                 }
918
919                 if (prev && !css)
920                         return NULL;
921         }
922         return memcg;
923 }
924
925 /**
926  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
927  * @root: hierarchy root
928  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
929  */
930 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
931                            struct mem_cgroup *prev)
932 {
933         if (!root)
934                 root = root_mem_cgroup;
935         if (prev && prev != root)
936                 css_put(&prev->css);
937 }
938
939 /*
940  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
941  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
942  * be used for reference counting.
943  */
944 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
945         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
946              iter != NULL;                              \
947              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
948
949 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
950         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
951              iter != NULL;                              \
952              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
953
954 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
955 {
956         return (memcg == root_mem_cgroup);
957 }
958
959 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
960 {
961         struct mem_cgroup *memcg;
962
963         if (!mm)
964                 return;
965
966         rcu_read_lock();
967         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
968         if (unlikely(!memcg))
969                 goto out;
970
971         switch (idx) {
972         case PGFAULT:
973                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
974                 break;
975         case PGMAJFAULT:
976                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
977                 break;
978         default:
979                 BUG();
980         }
981 out:
982         rcu_read_unlock();
983 }
984 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
985
986 /**
987  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
988  * @zone: zone of the wanted lruvec
989  * @mem: memcg of the wanted lruvec
990  *
991  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
992  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
993  * is disabled.
994  */
995 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
996                                       struct mem_cgroup *memcg)
997 {
998         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
999
1000         if (mem_cgroup_disabled())
1001                 return &zone->lruvec;
1002
1003         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1004         return &mz->lruvec;
1005 }
1006
1007 /*
1008  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1009  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1010  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1011  *
1012  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1013  * 1. charge
1014  * 2. moving account
1015  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1016  * It is added to LRU before charge.
1017  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1018  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1019  */
1020
1021 /**
1022  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1023  * @zone: zone of the page
1024  * @page: the page
1025  * @lru: current lru
1026  *
1027  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1028  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1029  *
1030  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1031  * the returned lruvec->lists[@lru].
1032  */
1033 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1034                                        enum lru_list lru)
1035 {
1036         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1037         struct mem_cgroup *memcg;
1038         struct page_cgroup *pc;
1039
1040         if (mem_cgroup_disabled())
1041                 return &zone->lruvec;
1042
1043         pc = lookup_page_cgroup(page);
1044         memcg = pc->mem_cgroup;
1045         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1046         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1047         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
1048         return &mz->lruvec;
1049 }
1050
1051 /**
1052  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1053  * @page: the page
1054  * @lru: target lru
1055  *
1056  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1057  *
1058  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1059  * @page->lru.
1060  */
1061 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1062 {
1063         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1064         struct mem_cgroup *memcg;
1065         struct page_cgroup *pc;
1066
1067         if (mem_cgroup_disabled())
1068                 return;
1069
1070         pc = lookup_page_cgroup(page);
1071         memcg = pc->mem_cgroup;
1072         VM_BUG_ON(!memcg);
1073         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1074         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1075         VM_BUG_ON(MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) < (1 << compound_order(page)));
1076         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
1077 }
1078
1079 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1080 {
1081         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1082 }
1083
1084 /**
1085  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1086  * @zone: zone of the page
1087  * @page: the page
1088  * @from: current lru
1089  * @to: target lru
1090  *
1091  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1092  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1093  * @page is charged to.
1094  *
1095  * The callsite is then responsible for physically relinking
1096  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1097  */
1098 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1099                                          struct page *page,
1100                                          enum lru_list from,
1101                                          enum lru_list to)
1102 {
1103         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1104         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1105         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1106 }
1107
1108 /*
1109  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1110  * hierarchy subtree
1111  */
1112 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1113                 struct mem_cgroup *memcg)
1114 {
1115         if (root_memcg != memcg) {
1116                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1117                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1118         }
1119
1120         return true;
1121 }
1122
1123 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1124 {
1125         int ret;
1126         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1127         struct task_struct *p;
1128
1129         p = find_lock_task_mm(task);
1130         if (p) {
1131                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1132                 task_unlock(p);
1133         } else {
1134                 /*
1135                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1136                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1137                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1138                  */
1139                 task_lock(task);
1140                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1141                 if (curr)
1142                         css_get(&curr->css);
1143                 task_unlock(task);
1144         }
1145         if (!curr)
1146                 return 0;
1147         /*
1148          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1149          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1150          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1151          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1152          */
1153         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1154         css_put(&curr->css);
1155         return ret;
1156 }
1157
1158 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1159 {
1160         unsigned long inactive_ratio;
1161         int nid = zone_to_nid(zone);
1162         int zid = zone_idx(zone);
1163         unsigned long inactive;
1164         unsigned long active;
1165         unsigned long gb;
1166
1167         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1168                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1169         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1170                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1171
1172         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1173         if (gb)
1174                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1175         else
1176                 inactive_ratio = 1;
1177
1178         return inactive * inactive_ratio < active;
1179 }
1180
1181 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1182 {
1183         unsigned long active;
1184         unsigned long inactive;
1185         int zid = zone_idx(zone);
1186         int nid = zone_to_nid(zone);
1187
1188         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1189                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1190         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1191                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1192
1193         return (active > inactive);
1194 }
1195
1196 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1197                                                       struct zone *zone)
1198 {
1199         int nid = zone_to_nid(zone);
1200         int zid = zone_idx(zone);
1201         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1202
1203         return &mz->reclaim_stat;
1204 }
1205
1206 struct zone_reclaim_stat *
1207 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1208 {
1209         struct page_cgroup *pc;
1210         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1211
1212         if (mem_cgroup_disabled())
1213                 return NULL;
1214
1215         pc = lookup_page_cgroup(page);
1216         if (!PageCgroupUsed(pc))
1217                 return NULL;
1218         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1219         smp_rmb();
1220         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1221         return &mz->reclaim_stat;
1222 }
1223
1224 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1225         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1226
1227 /**
1228  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1229  * @mem: the memory cgroup
1230  *
1231  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1232  * pages.
1233  */
1234 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1235 {
1236         unsigned long long margin;
1237
1238         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1239         if (do_swap_account)
1240                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1241         return margin >> PAGE_SHIFT;
1242 }
1243
1244 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1245 {
1246         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1247
1248         /* root ? */
1249         if (cgrp->parent == NULL)
1250                 return vm_swappiness;
1251
1252         return memcg->swappiness;
1253 }
1254
1255 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1256 {
1257         int cpu;
1258
1259         get_online_cpus();
1260         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1261         for_each_online_cpu(cpu)
1262                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1263         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1264         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1265         put_online_cpus();
1266
1267         synchronize_rcu();
1268 }
1269
1270 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1271 {
1272         int cpu;
1273
1274         if (!memcg)
1275                 return;
1276         get_online_cpus();
1277         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1278         for_each_online_cpu(cpu)
1279                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1280         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1281         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1282         put_online_cpus();
1283 }
1284 /*
1285  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1286  *
1287  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1288  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1289  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1290  *
1291  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1292  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1293  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1294  */
1295
1296 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1297 {
1298         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1299         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1300 }
1301
1302 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1303 {
1304         struct mem_cgroup *from;
1305         struct mem_cgroup *to;
1306         bool ret = false;
1307         /*
1308          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1309          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1310          */
1311         spin_lock(&mc.lock);
1312         from = mc.from;
1313         to = mc.to;
1314         if (!from)
1315                 goto unlock;
1316
1317         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1318                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1319 unlock:
1320         spin_unlock(&mc.lock);
1321         return ret;
1322 }
1323
1324 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1325 {
1326         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1327                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1328                         DEFINE_WAIT(wait);
1329                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1330                         /* moving charge context might have finished. */
1331                         if (mc.moving_task)
1332                                 schedule();
1333                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1334                         return true;
1335                 }
1336         }
1337         return false;
1338 }
1339
1340 /**
1341  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1342  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1343  * @p: Task that is going to be killed
1344  *
1345  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1346  * enabled
1347  */
1348 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1349 {
1350         struct cgroup *task_cgrp;
1351         struct cgroup *mem_cgrp;
1352         /*
1353          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1354          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1355          * If this assumption is broken, revisit this code.
1356          */
1357         static char memcg_name[PATH_MAX];
1358         int ret;
1359
1360         if (!memcg || !p)
1361                 return;
1362
1363
1364         rcu_read_lock();
1365
1366         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1367         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1368
1369         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1370         if (ret < 0) {
1371                 /*
1372                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1373                  * But we'll still print out the usage information
1374                  */
1375                 rcu_read_unlock();
1376                 goto done;
1377         }
1378         rcu_read_unlock();
1379
1380         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1381
1382         rcu_read_lock();
1383         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1384         if (ret < 0) {
1385                 rcu_read_unlock();
1386                 goto done;
1387         }
1388         rcu_read_unlock();
1389
1390         /*
1391          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1392          */
1393         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1394 done:
1395
1396         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1397                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1398                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1399                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1400         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1401                 "failcnt %llu\n",
1402                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1403                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1404                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1405 }
1406
1407 /*
1408  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1409  * 1(self count) if no children.
1410  */
1411 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1412 {
1413         int num = 0;
1414         struct mem_cgroup *iter;
1415
1416         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1417                 num++;
1418         return num;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1423  */
1424 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1425 {
1426         u64 limit;
1427         u64 memsw;
1428
1429         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1430         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1431
1432         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1433         /*
1434          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1435          * to this memcg, return that limit.
1436          */
1437         return min(limit, memsw);
1438 }
1439
1440 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1441                                         gfp_t gfp_mask,
1442                                         unsigned long flags)
1443 {
1444         unsigned long total = 0;
1445         bool noswap = false;
1446         int loop;
1447
1448         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1449                 noswap = true;
1450         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1451                 noswap = true;
1452
1453         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1454                 if (loop)
1455                         drain_all_stock_async(memcg);
1456                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1457                 /*
1458                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1459                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1460                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1461                  */
1462                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1463                         break;
1464                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1465                         break;
1466                 /*
1467                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1468                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1469                  */
1470                 if (loop && !total)
1471                         break;
1472         }
1473         return total;
1474 }
1475
1476 /**
1477  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1478  * @mem: the target memcg
1479  * @nid: the node ID to be checked.
1480  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1481  *
1482  * This function returns whether the specified memcg contains any
1483  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1484  * pages in the node.
1485  */
1486 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1487                 int nid, bool noswap)
1488 {
1489         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1490                 return true;
1491         if (noswap || !total_swap_pages)
1492                 return false;
1493         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1494                 return true;
1495         return false;
1496
1497 }
1498 #if MAX_NUMNODES > 1
1499
1500 /*
1501  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1502  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1503  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1504  *
1505  */
1506 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1507 {
1508         int nid;
1509         /*
1510          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1511          * pagein/pageout changes since the last update.
1512          */
1513         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1514                 return;
1515         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1516                 return;
1517
1518         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1519         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1520
1521         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1522
1523                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1524                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1525         }
1526
1527         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1528         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1529 }
1530
1531 /*
1532  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1533  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1534  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1535  *
1536  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1537  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1538  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1539  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1540  *
1541  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1542  */
1543 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1544 {
1545         int node;
1546
1547         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1548         node = memcg->last_scanned_node;
1549
1550         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1551         if (node == MAX_NUMNODES)
1552                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1553         /*
1554          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1555          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1556          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1557          * we use curret node.
1558          */
1559         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1560                 node = numa_node_id();
1561
1562         memcg->last_scanned_node = node;
1563         return node;
1564 }
1565
1566 /*
1567  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1568  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1569  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1570  * enough new information. We need to do double check.
1571  */
1572 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1573 {
1574         int nid;
1575
1576         /*
1577          * quick check...making use of scan_node.
1578          * We can skip unused nodes.
1579          */
1580         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1581                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1582                      nid < MAX_NUMNODES;
1583                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1584
1585                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1586                                 return true;
1587                 }
1588         }
1589         /*
1590          * Check rest of nodes.
1591          */
1592         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1593                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1594                         continue;
1595                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1596                         return true;
1597         }
1598         return false;
1599 }
1600
1601 #else
1602 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1603 {
1604         return 0;
1605 }
1606
1607 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1608 {
1609         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1610 }
1611 #endif
1612
1613 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1614                                    struct zone *zone,
1615                                    gfp_t gfp_mask,
1616                                    unsigned long *total_scanned)
1617 {
1618         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1619         int total = 0;
1620         int loop = 0;
1621         unsigned long excess;
1622         unsigned long nr_scanned;
1623         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1624                 .zone = zone,
1625                 .priority = 0,
1626         };
1627
1628         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1629
1630         while (1) {
1631                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1632                 if (!victim) {
1633                         loop++;
1634                         if (loop >= 2) {
1635                                 /*
1636                                  * If we have not been able to reclaim
1637                                  * anything, it might because there are
1638                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1639                                  */
1640                                 if (!total)
1641                                         break;
1642                                 /*
1643                                  * We want to do more targeted reclaim.
1644                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1645                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1646                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1647                                  */
1648                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1649                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1650                                         break;
1651                         }
1652                         continue;
1653                 }
1654                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1655                         continue;
1656                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1657                                                      zone, &nr_scanned);
1658                 *total_scanned += nr_scanned;
1659                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1660                         break;
1661         }
1662         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1663         return total;
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1668  * If someone is running, return false.
1669  * Has to be called with memcg_oom_lock
1670  */
1671 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1672 {
1673         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1674
1675         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1676                 if (iter->oom_lock) {
1677                         /*
1678                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1679                          * so we cannot give a lock.
1680                          */
1681                         failed = iter;
1682                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1683                         break;
1684                 } else
1685                         iter->oom_lock = true;
1686         }
1687
1688         if (!failed)
1689                 return true;
1690
1691         /*
1692          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1693          * what we set up to the failing subtree
1694          */
1695         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1696                 if (iter == failed) {
1697                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1698                         break;
1699                 }
1700                 iter->oom_lock = false;
1701         }
1702         return false;
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Has to be called with memcg_oom_lock
1707  */
1708 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1709 {
1710         struct mem_cgroup *iter;
1711
1712         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1713                 iter->oom_lock = false;
1714         return 0;
1715 }
1716
1717 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1718 {
1719         struct mem_cgroup *iter;
1720
1721         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1722                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1723 }
1724
1725 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1726 {
1727         struct mem_cgroup *iter;
1728
1729         /*
1730          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1731          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1732          * atomic_add_unless() here.
1733          */
1734         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1735                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1736 }
1737
1738 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1739 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1740
1741 struct oom_wait_info {
1742         struct mem_cgroup *mem;
1743         wait_queue_t    wait;
1744 };
1745
1746 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1747         unsigned mode, int sync, void *arg)
1748 {
1749         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg,
1750                           *oom_wait_memcg;
1751         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1752
1753         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1754         oom_wait_memcg = oom_wait_info->mem;
1755
1756         /*
1757          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1758          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1759          */
1760         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1761                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1762                 return 0;
1763         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1764 }
1765
1766 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1767 {
1768         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1769         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1770 }
1771
1772 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1773 {
1774         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1775                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1780  */
1781 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask)
1782 {
1783         struct oom_wait_info owait;
1784         bool locked, need_to_kill;
1785
1786         owait.mem = memcg;
1787         owait.wait.flags = 0;
1788         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1789         owait.wait.private = current;
1790         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1791         need_to_kill = true;
1792         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1793
1794         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1795         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1796         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1797         /*
1798          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1799          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1800          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1801          */
1802         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1803         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1804                 need_to_kill = false;
1805         if (locked)
1806                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1807         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1808
1809         if (need_to_kill) {
1810                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1811                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask);
1812         } else {
1813                 schedule();
1814                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1815         }
1816         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1817         if (locked)
1818                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1819         memcg_wakeup_oom(memcg);
1820         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1821
1822         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1823
1824         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1825                 return false;
1826         /* Give chance to dying process */
1827         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1828         return true;
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1833  * generalized to update other statistics as well.
1834  *
1835  * Notes: Race condition
1836  *
1837  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1838  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1839  * to do so _always_.
1840  *
1841  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1842  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1843  * are no race with "charge".
1844  *
1845  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1846  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1847  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1848  * by flags.
1849  *
1850  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1851  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1852  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1853  */
1854
1855 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1856                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1857 {
1858         struct mem_cgroup *memcg;
1859         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1860         bool need_unlock = false;
1861         unsigned long uninitialized_var(flags);
1862
1863         if (mem_cgroup_disabled())
1864                 return;
1865
1866         rcu_read_lock();
1867         memcg = pc->mem_cgroup;
1868         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1869                 goto out;
1870         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1871         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg)) || PageTransHuge(page)) {
1872                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1873                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1874                 need_unlock = true;
1875                 memcg = pc->mem_cgroup;
1876                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1877                         goto out;
1878         }
1879
1880         switch (idx) {
1881         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1882                 if (val > 0)
1883                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1884                 else if (!page_mapped(page))
1885                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1886                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1887                 break;
1888         default:
1889                 BUG();
1890         }
1891
1892         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1893
1894 out:
1895         if (unlikely(need_unlock))
1896                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1897         rcu_read_unlock();
1898         return;
1899 }
1900 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
1901
1902 /*
1903  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1904  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1905  */
1906 #define CHARGE_BATCH    32U
1907 struct memcg_stock_pcp {
1908         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1909         unsigned int nr_pages;
1910         struct work_struct work;
1911         unsigned long flags;
1912 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1913 };
1914 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1915 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1916
1917 /*
1918  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1919  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1920  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1921  * refilled.
1922  */
1923 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
1924 {
1925         struct memcg_stock_pcp *stock;
1926         bool ret = true;
1927
1928         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1929         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
1930                 stock->nr_pages--;
1931         else /* need to call res_counter_charge */
1932                 ret = false;
1933         put_cpu_var(memcg_stock);
1934         return ret;
1935 }
1936
1937 /*
1938  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
1939  */
1940 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1941 {
1942         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1943
1944         if (stock->nr_pages) {
1945                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
1946
1947                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
1948                 if (do_swap_account)
1949                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
1950                 stock->nr_pages = 0;
1951         }
1952         stock->cached = NULL;
1953 }
1954
1955 /*
1956  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1957  * a thread which is pinned to local cpu.
1958  */
1959 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1960 {
1961         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
1962         drain_stock(stock);
1963         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
1968  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
1969  */
1970 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
1971 {
1972         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1973
1974         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
1975                 drain_stock(stock);
1976                 stock->cached = memcg;
1977         }
1978         stock->nr_pages += nr_pages;
1979         put_cpu_var(memcg_stock);
1980 }
1981
1982 /*
1983  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
1984  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
1985  * until the work is done.
1986  */
1987 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
1988 {
1989         int cpu, curcpu;
1990
1991         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
1992         get_online_cpus();
1993         curcpu = get_cpu();
1994         for_each_online_cpu(cpu) {
1995                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
1996                 struct mem_cgroup *memcg;
1997
1998                 memcg = stock->cached;
1999                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2000                         continue;
2001                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2002                         continue;
2003                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2004                         if (cpu == curcpu)
2005                                 drain_local_stock(&stock->work);
2006                         else
2007                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2008                 }
2009         }
2010         put_cpu();
2011
2012         if (!sync)
2013                 goto out;
2014
2015         for_each_online_cpu(cpu) {
2016                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2017                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2018                         flush_work(&stock->work);
2019         }
2020 out:
2021         put_online_cpus();
2022 }
2023
2024 /*
2025  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2026  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2027  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2028  * it.
2029  */
2030 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2031 {
2032         /*
2033          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2034          */
2035         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2036                 return;
2037         drain_all_stock(root_memcg, false);
2038         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2039 }
2040
2041 /* This is a synchronous drain interface. */
2042 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2043 {
2044         /* called when force_empty is called */
2045         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2046         drain_all_stock(root_memcg, true);
2047         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2048 }
2049
2050 /*
2051  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2052  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2053  */
2054 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2055 {
2056         int i;
2057
2058         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2059         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2060                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2061
2062                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2063                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2064         }
2065         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2066                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2067
2068                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2069                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2070         }
2071         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2072         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2073         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2074 }
2075
2076 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2077 {
2078         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2079
2080         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2081         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2082         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2083 }
2084
2085 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2086                                         unsigned long action,
2087                                         void *hcpu)
2088 {
2089         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2090         struct memcg_stock_pcp *stock;
2091         struct mem_cgroup *iter;
2092
2093         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2094                 for_each_mem_cgroup(iter)
2095                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2096                 return NOTIFY_OK;
2097         }
2098
2099         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2100                 return NOTIFY_OK;
2101
2102         for_each_mem_cgroup(iter)
2103                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2104
2105         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2106         drain_stock(stock);
2107         return NOTIFY_OK;
2108 }
2109
2110
2111 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2112 enum {
2113         CHARGE_OK,              /* success */
2114         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2115         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2116         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2117         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2118 };
2119
2120 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2121                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2122 {
2123         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2124         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2125         struct res_counter *fail_res;
2126         unsigned long flags = 0;
2127         int ret;
2128
2129         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2130
2131         if (likely(!ret)) {
2132                 if (!do_swap_account)
2133                         return CHARGE_OK;
2134                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2135                 if (likely(!ret))
2136                         return CHARGE_OK;
2137
2138                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2139                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2140                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2141         } else
2142                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2143         /*
2144          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2145          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2146          *
2147          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2148          * single page instead.
2149          */
2150         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2151                 return CHARGE_RETRY;
2152
2153         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2154                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2155
2156         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2157         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2158                 return CHARGE_RETRY;
2159         /*
2160          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2161          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2162          * before killing the task.
2163          *
2164          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2165          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2166          * to regular pages anyway in case of failure.
2167          */
2168         if (nr_pages == 1 && ret)
2169                 return CHARGE_RETRY;
2170
2171         /*
2172          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2173          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2174          */
2175         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2176                 return CHARGE_RETRY;
2177
2178         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2179         if (!oom_check)
2180                 return CHARGE_NOMEM;
2181         /* check OOM */
2182         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2183                 return CHARGE_OOM_DIE;
2184
2185         return CHARGE_RETRY;
2186 }
2187
2188 /*
2189  * __mem_cgroup_try_charge() does
2190  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2191  * 2. update res_counter
2192  * 3. call memory reclaim if necessary.
2193  *
2194  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2195  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2196  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2197  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2198  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2199  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2200  *
2201  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2202  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2203  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2204  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2205  *
2206  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2207  * the oom-killer can be invoked.
2208  */
2209 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2210                                    gfp_t gfp_mask,
2211                                    unsigned int nr_pages,
2212                                    struct mem_cgroup **ptr,
2213                                    bool oom)
2214 {
2215         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2216         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2217         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2218         int ret;
2219
2220         /*
2221          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2222          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2223          * MEMDIE process.
2224          */
2225         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2226                      || fatal_signal_pending(current)))
2227                 goto bypass;
2228
2229         /*
2230          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2231          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2232          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2233          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2234          */
2235         if (!*ptr && !mm)
2236                 *ptr = root_mem_cgroup;
2237 again:
2238         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2239                 memcg = *ptr;
2240                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2241                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2242                         goto done;
2243                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2244                         goto done;
2245                 css_get(&memcg->css);
2246         } else {
2247                 struct task_struct *p;
2248
2249                 rcu_read_lock();
2250                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2251                 /*
2252                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2253                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2254                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2255                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2256                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2257                  * small race, here.
2258                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2259                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2260                  */
2261                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2262                 if (!memcg)
2263                         memcg = root_mem_cgroup;
2264                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2265                         rcu_read_unlock();
2266                         goto done;
2267                 }
2268                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2269                         /*
2270                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2271                          * But considering how consume_stok works, it's not
2272                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2273                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2274                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2275                          * calling consume_stock().
2276                          */
2277                         rcu_read_unlock();
2278                         goto done;
2279                 }
2280                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2281                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2282                         rcu_read_unlock();
2283                         goto again;
2284                 }
2285                 rcu_read_unlock();
2286         }
2287
2288         do {
2289                 bool oom_check;
2290
2291                 /* If killed, bypass charge */
2292                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2293                         css_put(&memcg->css);
2294                         goto bypass;
2295                 }
2296
2297                 oom_check = false;
2298                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2299                         oom_check = true;
2300                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2301                 }
2302
2303                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2304                 switch (ret) {
2305                 case CHARGE_OK:
2306                         break;
2307                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2308                         batch = nr_pages;
2309                         css_put(&memcg->css);
2310                         memcg = NULL;
2311                         goto again;
2312                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2313                         css_put(&memcg->css);
2314                         goto nomem;
2315                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2316                         if (!oom) {
2317                                 css_put(&memcg->css);
2318                                 goto nomem;
2319                         }
2320                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2321                         nr_oom_retries--;
2322                         break;
2323                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2324                         css_put(&memcg->css);
2325                         goto bypass;
2326                 }
2327         } while (ret != CHARGE_OK);
2328
2329         if (batch > nr_pages)
2330                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2331         css_put(&memcg->css);
2332 done:
2333         *ptr = memcg;
2334         return 0;
2335 nomem:
2336         *ptr = NULL;
2337         return -ENOMEM;
2338 bypass:
2339         *ptr = root_mem_cgroup;
2340         return -EINTR;
2341 }
2342
2343 /*
2344  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2345  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2346  * gotten by try_charge().
2347  */
2348 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2349                                        unsigned int nr_pages)
2350 {
2351         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2352                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2353
2354                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2355                 if (do_swap_account)
2356                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2357         }
2358 }
2359
2360 /*
2361  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2362  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2363  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2364  * memcg.)
2365  */
2366 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2367 {
2368         struct cgroup_subsys_state *css;
2369
2370         /* ID 0 is unused ID */
2371         if (!id)
2372                 return NULL;
2373         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2374         if (!css)
2375                 return NULL;
2376         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2377 }
2378
2379 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2380 {
2381         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2382         struct page_cgroup *pc;
2383         unsigned short id;
2384         swp_entry_t ent;
2385
2386         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2387
2388         pc = lookup_page_cgroup(page);
2389         lock_page_cgroup(pc);
2390         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2391                 memcg = pc->mem_cgroup;
2392                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2393                         memcg = NULL;
2394         } else if (PageSwapCache(page)) {
2395                 ent.val = page_private(page);
2396                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2397                 rcu_read_lock();
2398                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2399                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2400                         memcg = NULL;
2401                 rcu_read_unlock();
2402         }
2403         unlock_page_cgroup(pc);
2404         return memcg;
2405 }
2406
2407 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2408                                        struct page *page,
2409                                        unsigned int nr_pages,
2410                                        struct page_cgroup *pc,
2411                                        enum charge_type ctype)
2412 {
2413         lock_page_cgroup(pc);
2414         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2415                 unlock_page_cgroup(pc);
2416                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2417                 return;
2418         }
2419         /*
2420          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2421          * accessed by any other context at this point.
2422          */
2423         pc->mem_cgroup = memcg;
2424         /*
2425          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2426          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2427          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2428          * before USED bit, we need memory barrier here.
2429          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2430          */
2431         smp_wmb();
2432         switch (ctype) {
2433         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2434         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2435                 SetPageCgroupCache(pc);
2436                 SetPageCgroupUsed(pc);
2437                 break;
2438         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2439                 ClearPageCgroupCache(pc);
2440                 SetPageCgroupUsed(pc);
2441                 break;
2442         default:
2443                 break;
2444         }
2445
2446         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2447         unlock_page_cgroup(pc);
2448         WARN_ON_ONCE(PageLRU(page));
2449         /*
2450          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2451          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2452          * if they exceeds softlimit.
2453          */
2454         memcg_check_events(memcg, page);
2455 }
2456
2457 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2458
2459 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2460                         (1 << PCG_MIGRATION))
2461 /*
2462  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2463  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2464  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2465  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2466  */
2467 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2468 {
2469         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2470         struct page_cgroup *pc;
2471         int i;
2472
2473         if (mem_cgroup_disabled())
2474                 return;
2475         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2476                 pc = head_pc + i;
2477                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2478                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2479                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2480         }
2481 }
2482 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2483
2484 /**
2485  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2486  * @page: the page
2487  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2488  * @pc: page_cgroup of the page.
2489  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2490  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2491  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2492  *
2493  * The caller must confirm following.
2494  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2495  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2496  *
2497  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2498  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2499  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2500  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2501  */
2502 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2503                                    unsigned int nr_pages,
2504                                    struct page_cgroup *pc,
2505                                    struct mem_cgroup *from,
2506                                    struct mem_cgroup *to,
2507                                    bool uncharge)
2508 {
2509         unsigned long flags;
2510         int ret;
2511
2512         VM_BUG_ON(from == to);
2513         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2514         /*
2515          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2516          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2517          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2518          * hold it.
2519          */
2520         ret = -EBUSY;
2521         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2522                 goto out;
2523
2524         lock_page_cgroup(pc);
2525
2526         ret = -EINVAL;
2527         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2528                 goto unlock;
2529
2530         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2531
2532         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2533                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2534                 preempt_disable();
2535                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2536                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2537                 preempt_enable();
2538         }
2539         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2540         if (uncharge)
2541                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2542                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2543
2544         /* caller should have done css_get */
2545         pc->mem_cgroup = to;
2546         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2547         /*
2548          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2549          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2550          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2551          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2552          * status here.
2553          */
2554         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2555         ret = 0;
2556 unlock:
2557         unlock_page_cgroup(pc);
2558         /*
2559          * check events
2560          */
2561         memcg_check_events(to, page);
2562         memcg_check_events(from, page);
2563 out:
2564         return ret;
2565 }
2566
2567 /*
2568  * move charges to its parent.
2569  */
2570
2571 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2572                                   struct page_cgroup *pc,
2573                                   struct mem_cgroup *child,
2574                                   gfp_t gfp_mask)
2575 {
2576         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2577         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2578         struct mem_cgroup *parent;
2579         unsigned int nr_pages;
2580         unsigned long uninitialized_var(flags);
2581         int ret;
2582
2583         /* Is ROOT ? */
2584         if (!pcg)
2585                 return -EINVAL;
2586
2587         ret = -EBUSY;
2588         if (!get_page_unless_zero(page))
2589                 goto out;
2590         if (isolate_lru_page(page))
2591                 goto put;
2592
2593         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2594
2595         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2596         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2597         if (ret)
2598                 goto put_back;
2599
2600         if (nr_pages > 1)
2601                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2602
2603         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2604         if (ret)
2605                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2606
2607         if (nr_pages > 1)
2608                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2609 put_back:
2610         putback_lru_page(page);
2611 put:
2612         put_page(page);
2613 out:
2614         return ret;
2615 }
2616
2617 /*
2618  * Charge the memory controller for page usage.
2619  * Return
2620  * 0 if the charge was successful
2621  * < 0 if the cgroup is over its limit
2622  */
2623 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2624                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2625 {
2626         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2627         unsigned int nr_pages = 1;
2628         struct page_cgroup *pc;
2629         bool oom = true;
2630         int ret;
2631
2632         if (PageTransHuge(page)) {
2633                 nr_pages <<= compound_order(page);
2634                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2635                 /*
2636                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2637                  * fault handler will fall back to regular pages.
2638                  */
2639                 oom = false;
2640         }
2641
2642         pc = lookup_page_cgroup(page);
2643         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2644         if (ret == -ENOMEM)
2645                 return ret;
2646         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype);
2647         return 0;
2648 }
2649
2650 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2651                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2652 {
2653         if (mem_cgroup_disabled())
2654                 return 0;
2655         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2656         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2657         VM_BUG_ON(!mm);
2658         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2659                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2660 }
2661
2662 static void
2663 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2664                                         enum charge_type ctype);
2665
2666 static void
2667 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2668                                         enum charge_type ctype)
2669 {
2670         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2671         struct zone *zone = page_zone(page);
2672         unsigned long flags;
2673         bool removed = false;
2674
2675         /*
2676          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2677          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2678          * LRU. Take care of it.
2679          */
2680         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2681         if (PageLRU(page)) {
2682                 del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2683                 ClearPageLRU(page);
2684                 removed = true;
2685         }
2686         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
2687         if (removed) {
2688                 add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2689                 SetPageLRU(page);
2690         }
2691         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2692         return;
2693 }
2694
2695 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2696                                 gfp_t gfp_mask)
2697 {
2698         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2699         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2700         int ret;
2701
2702         if (mem_cgroup_disabled())
2703                 return 0;
2704         if (PageCompound(page))
2705                 return 0;
2706
2707         if (unlikely(!mm))
2708                 mm = &init_mm;
2709         if (!page_is_file_cache(page))
2710                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2711
2712         if (!PageSwapCache(page))
2713                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2714         else { /* page is swapcache/shmem */
2715                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2716                 if (!ret)
2717                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2718         }
2719         return ret;
2720 }
2721
2722 /*
2723  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2724  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2725  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2726  * "commit()" or removed by "cancel()"
2727  */
2728 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2729                                  struct page *page,
2730                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2731 {
2732         struct mem_cgroup *memcg;
2733         int ret;
2734
2735         *memcgp = NULL;
2736
2737         if (mem_cgroup_disabled())
2738                 return 0;
2739
2740         if (!do_swap_account)
2741                 goto charge_cur_mm;
2742         /*
2743          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2744          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2745          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2746          * KSM case which does need to charge the page.
2747          */
2748         if (!PageSwapCache(page))
2749                 goto charge_cur_mm;
2750         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2751         if (!memcg)
2752                 goto charge_cur_mm;
2753         *memcgp = memcg;
2754         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2755         css_put(&memcg->css);
2756         if (ret == -EINTR)
2757                 ret = 0;
2758         return ret;
2759 charge_cur_mm:
2760         if (unlikely(!mm))
2761                 mm = &init_mm;
2762         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2763         if (ret == -EINTR)
2764                 ret = 0;
2765         return ret;
2766 }
2767
2768 static void
2769 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2770                                         enum charge_type ctype)
2771 {
2772         if (mem_cgroup_disabled())
2773                 return;
2774         if (!memcg)
2775                 return;
2776         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2777
2778         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg, ctype);
2779         /*
2780          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2781          * counted both as mem and swap....double count.
2782          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2783          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2784          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2785          */
2786         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2787                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2788                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2789                 unsigned short id;
2790
2791                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2792                 rcu_read_lock();
2793                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2794                 if (swap_memcg) {
2795                         /*
2796                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2797                          * calling css_tryget
2798                          */
2799                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2800                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2801                                                      PAGE_SIZE);
2802                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2803                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2804                 }
2805                 rcu_read_unlock();
2806         }
2807         /*
2808          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2809          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2810          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2811          */
2812         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2813 }
2814
2815 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2816                                      struct mem_cgroup *memcg)
2817 {
2818         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2819                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2820 }
2821
2822 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2823 {
2824         if (mem_cgroup_disabled())
2825                 return;
2826         if (!memcg)
2827                 return;
2828         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2829 }
2830
2831 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2832                                    unsigned int nr_pages,
2833                                    const enum charge_type ctype)
2834 {
2835         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2836         bool uncharge_memsw = true;
2837
2838         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2839         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2840                 uncharge_memsw = false;
2841
2842         batch = &current->memcg_batch;
2843         /*
2844          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2845          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2846          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2847          */
2848         if (!batch->memcg)
2849                 batch->memcg = memcg;
2850         /*
2851          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2852          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2853          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2854          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2855          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2856          */
2857
2858         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2859                 goto direct_uncharge;
2860
2861         if (nr_pages > 1)
2862                 goto direct_uncharge;
2863
2864         /*
2865          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2866          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2867          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2868          */
2869         if (batch->memcg != memcg)
2870                 goto direct_uncharge;
2871         /* remember freed charge and uncharge it later */
2872         batch->nr_pages++;
2873         if (uncharge_memsw)
2874                 batch->memsw_nr_pages++;
2875         return;
2876 direct_uncharge:
2877         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2878         if (uncharge_memsw)
2879                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2880         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2881                 memcg_oom_recover(memcg);
2882         return;
2883 }
2884
2885 /*
2886  * uncharge if !page_mapped(page)
2887  */
2888 static struct mem_cgroup *
2889 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2890 {
2891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2892         unsigned int nr_pages = 1;
2893         struct page_cgroup *pc;
2894
2895         if (mem_cgroup_disabled())
2896                 return NULL;
2897
2898         if (PageSwapCache(page))
2899                 return NULL;
2900
2901         if (PageTransHuge(page)) {
2902                 nr_pages <<= compound_order(page);
2903                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2904         }
2905         /*
2906          * Check if our page_cgroup is valid
2907          */
2908         pc = lookup_page_cgroup(page);
2909         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2910                 return NULL;
2911
2912         lock_page_cgroup(pc);
2913
2914         memcg = pc->mem_cgroup;
2915
2916         if (!PageCgroupUsed(pc))
2917                 goto unlock_out;
2918
2919         switch (ctype) {
2920         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2921         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2922                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2923                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2924                         goto unlock_out;
2925                 break;
2926         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2927                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2928                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2929                                 goto unlock_out;
2930                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2931                                 goto unlock_out;
2932                 break;
2933         default:
2934                 break;
2935         }
2936
2937         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2938
2939         ClearPageCgroupUsed(pc);
2940         /*
2941          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2942          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2943          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2944          * special functions.
2945          */
2946
2947         unlock_page_cgroup(pc);
2948         /*
2949          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2950          * will never be freed.
2951          */
2952         memcg_check_events(memcg, page);
2953         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2954                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
2955                 mem_cgroup_get(memcg);
2956         }
2957         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2958                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
2959
2960         return memcg;
2961
2962 unlock_out:
2963         unlock_page_cgroup(pc);
2964         return NULL;
2965 }
2966
2967 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
2968 {
2969         /* early check. */
2970         if (page_mapped(page))
2971                 return;
2972         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2973         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2974 }
2975
2976 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
2977 {
2978         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2979         VM_BUG_ON(page->mapping);
2980         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2981 }
2982
2983 /*
2984  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
2985  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
2986  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
2987  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
2988  * This may be called prural(2) times in a context,
2989  */
2990
2991 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
2992 {
2993         current->memcg_batch.do_batch++;
2994         /* We can do nest. */
2995         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
2996                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
2997                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
2998                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
2999         }
3000 }
3001
3002 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3003 {
3004         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3005
3006         if (!batch->do_batch)
3007                 return;
3008
3009         batch->do_batch--;
3010         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3011                 return;
3012
3013         if (!batch->memcg)
3014                 return;
3015         /*
3016          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3017          * bacause we hide charges behind us.
3018          */
3019         if (batch->nr_pages)
3020                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3021                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3022         if (batch->memsw_nr_pages)
3023                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3024                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3025         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3026         /* forget this pointer (for sanity check) */
3027         batch->memcg = NULL;
3028 }
3029
3030 /*
3031  * A function for resetting pc->mem_cgroup for newly allocated pages.
3032  * This function should be called if the newpage will be added to LRU
3033  * before start accounting.
3034  */
3035 void mem_cgroup_reset_owner(struct page *newpage)
3036 {
3037         struct page_cgroup *pc;
3038
3039         if (mem_cgroup_disabled())
3040                 return;
3041
3042         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3043         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
3044         pc->mem_cgroup = root_mem_cgroup;
3045 }
3046
3047 #ifdef CONFIG_SWAP
3048 /*
3049  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3050  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3051  */
3052 void
3053 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3054 {
3055         struct mem_cgroup *memcg;
3056         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3057
3058         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3059                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3060
3061         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3062
3063         /*
3064          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3065          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3066          */
3067         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3068                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3069 }
3070 #endif
3071
3072 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3073 /*
3074  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3075  * uncharge "memsw" account.
3076  */
3077 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3078 {
3079         struct mem_cgroup *memcg;
3080         unsigned short id;
3081
3082         if (!do_swap_account)
3083                 return;
3084
3085         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3086         rcu_read_lock();
3087         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3088         if (memcg) {
3089                 /*
3090                  * We uncharge this because swap is freed.
3091                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3092                  */
3093                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3094                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3095                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3096                 mem_cgroup_put(memcg);
3097         }
3098         rcu_read_unlock();
3099 }
3100
3101 /**
3102  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3103  * @entry: swap entry to be moved
3104  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3105  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3106  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3107  *
3108  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3109  * as the mem_cgroup's id of @from.
3110  *
3111  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3112  *
3113  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3114  * both res and memsw, and called css_get().
3115  */
3116 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3117                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3118 {
3119         unsigned short old_id, new_id;
3120
3121         old_id = css_id(&from->css);
3122         new_id = css_id(&to->css);
3123
3124         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3125                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3126                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3127                 /*
3128                  * This function is only called from task migration context now.
3129                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3130                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3131                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3132                  * because if the process that has been moved to @to does
3133                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3134                  */
3135                 mem_cgroup_get(to);
3136                 if (need_fixup) {
3137                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3138                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3139                         mem_cgroup_put(from);
3140                         /*
3141                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3142                          * uncharge to->res.
3143                          */
3144                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3145                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3146                 }
3147                 return 0;
3148         }
3149         return -EINVAL;
3150 }
3151 #else
3152 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3153                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3154 {
3155         return -EINVAL;
3156 }
3157 #endif
3158
3159 /*
3160  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3161  * page belongs to.
3162  */
3163 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3164         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3165 {
3166         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3167         struct page_cgroup *pc;
3168         enum charge_type ctype;
3169         int ret = 0;
3170
3171         *memcgp = NULL;
3172
3173         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3174         if (mem_cgroup_disabled())
3175                 return 0;
3176
3177         pc = lookup_page_cgroup(page);
3178         lock_page_cgroup(pc);
3179         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3180                 memcg = pc->mem_cgroup;
3181                 css_get(&memcg->css);
3182                 /*
3183                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3184                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3185                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3186                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3187                  * until end_migration() is called
3188                  *
3189                  * Corner Case Thinking
3190                  * A)
3191                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3192                  * while migration was ongoing.
3193                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3194                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3195                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3196                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3197                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3198                  *
3199                  * B)
3200                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3201                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3202                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3203                  * without charging it again.
3204                  *
3205                  * C)
3206                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3207                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3208                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3209                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3210                  */
3211                 if (PageAnon(page))
3212                         SetPageCgroupMigration(pc);
3213         }
3214         unlock_page_cgroup(pc);
3215         /*
3216          * If the page is not charged at this point,
3217          * we return here.
3218          */
3219         if (!memcg)
3220                 return 0;
3221
3222         *memcgp = memcg;
3223         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3224         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3225         if (ret) {
3226                 if (PageAnon(page)) {
3227                         lock_page_cgroup(pc);
3228                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3229                         unlock_page_cgroup(pc);
3230                         /*
3231                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3232                          */
3233                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3234                 }
3235                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3236                 return -ENOMEM;
3237         }
3238         /*
3239          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3240          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3241          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3242          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3243          */
3244         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3245         if (PageAnon(page))
3246                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3247         else if (page_is_file_cache(page))
3248                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3249         else
3250                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3251         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, ctype);
3252         return ret;
3253 }
3254
3255 /* remove redundant charge if migration failed*/
3256 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3257         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3258 {
3259         struct page *used, *unused;
3260         struct page_cgroup *pc;
3261
3262         if (!memcg)
3263                 return;
3264         /* blocks rmdir() */
3265         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3266         if (!migration_ok) {
3267                 used = oldpage;
3268                 unused = newpage;
3269         } else {
3270                 used = newpage;
3271                 unused = oldpage;
3272         }
3273         /*
3274          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3275          * of the page goes down to zero, temporarly.
3276          * Clear the flag and check the page should be charged.
3277          */
3278         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3279         lock_page_cgroup(pc);
3280         ClearPageCgroupMigration(pc);
3281         unlock_page_cgroup(pc);
3282
3283         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3284
3285         /*
3286          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3287          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3288          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3289          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3290          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3291          * check. (see prepare_charge() also)
3292          */
3293         if (PageAnon(used))
3294                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3295         /*
3296          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3297          * tasks.
3298          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3299          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3300          */
3301         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3302 }
3303
3304 /*
3305  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3306  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3307  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3308  */
3309 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3310                                   struct page *newpage)
3311 {
3312         struct mem_cgroup *memcg;
3313         struct page_cgroup *pc;
3314         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3315
3316         if (mem_cgroup_disabled())
3317                 return;
3318
3319         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3320         /* fix accounting on old pages */
3321         lock_page_cgroup(pc);
3322         memcg = pc->mem_cgroup;
3323         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3324         ClearPageCgroupUsed(pc);
3325         unlock_page_cgroup(pc);
3326
3327         if (PageSwapBacked(oldpage))
3328                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3329
3330         /*
3331          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3332          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3333          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3334          */
3335         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(newpage, memcg, type);
3336 }
3337
3338 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3339 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3340 {
3341         struct page_cgroup *pc;
3342
3343         pc = lookup_page_cgroup(page);
3344         /*
3345          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3346          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3347          * or when mem_cgroup_disabled().
3348          */
3349         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3350                 return pc;
3351         return NULL;
3352 }
3353
3354 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3355 {
3356         if (mem_cgroup_disabled())
3357                 return false;
3358
3359         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3360 }
3361
3362 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3363 {
3364         struct page_cgroup *pc;
3365
3366         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3367         if (pc) {
3368                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3369                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3370         }
3371 }
3372 #endif
3373
3374 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3375
3376 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3377                                 unsigned long long val)
3378 {
3379         int retry_count;
3380         u64 memswlimit, memlimit;
3381         int ret = 0;
3382         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3383         u64 curusage, oldusage;
3384         int enlarge;
3385
3386         /*
3387          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3388          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3389          * of # of children which we should visit in this loop.
3390          */
3391         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3392
3393         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3394
3395         enlarge = 0;
3396         while (retry_count) {
3397                 if (signal_pending(current)) {
3398                         ret = -EINTR;
3399                         break;
3400                 }
3401                 /*
3402                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3403                  * open coded manner. You see what this really does.
3404                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3405                  */
3406                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3407                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3408                 if (memswlimit < val) {
3409                         ret = -EINVAL;
3410                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3411                         break;
3412                 }
3413
3414                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3415                 if (memlimit < val)
3416                         enlarge = 1;
3417
3418                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3419                 if (!ret) {
3420                         if (memswlimit == val)
3421                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3422                         else
3423                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3424                 }
3425                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3426
3427                 if (!ret)
3428                         break;
3429
3430                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3431                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3432                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3433                 /* Usage is reduced ? */
3434                 if (curusage >= oldusage)
3435                         retry_count--;
3436                 else
3437                         oldusage = curusage;
3438         }
3439         if (!ret && enlarge)
3440                 memcg_oom_recover(memcg);
3441
3442         return ret;
3443 }
3444
3445 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3446                                         unsigned long long val)
3447 {
3448         int retry_count;
3449         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3450         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3451         int ret = -EBUSY;
3452         int enlarge = 0;
3453
3454         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3455         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3456         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3457         while (retry_count) {
3458                 if (signal_pending(current)) {
3459                         ret = -EINTR;
3460                         break;
3461                 }
3462                 /*
3463                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3464                  * open coded manner. You see what this really does.
3465                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3466                  */
3467                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3468                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3469                 if (memlimit > val) {
3470                         ret = -EINVAL;
3471                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3472                         break;
3473                 }
3474                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3475                 if (memswlimit < val)
3476                         enlarge = 1;
3477                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3478                 if (!ret) {
3479                         if (memlimit == val)
3480                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3481                         else
3482                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3483                 }
3484                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3485
3486                 if (!ret)
3487                         break;
3488
3489                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3490                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3491                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3492                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3493                 /* Usage is reduced ? */
3494                 if (curusage >= oldusage)
3495                         retry_count--;
3496                 else
3497                         oldusage = curusage;
3498         }
3499         if (!ret && enlarge)
3500                 memcg_oom_recover(memcg);
3501         return ret;
3502 }
3503
3504 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3505                                             gfp_t gfp_mask,
3506                                             unsigned long *total_scanned)
3507 {
3508         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3509         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3510         unsigned long reclaimed;
3511         int loop = 0;
3512         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3513         unsigned long long excess;
3514         unsigned long nr_scanned;
3515
3516         if (order > 0)
3517                 return 0;
3518
3519         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3520         /*
3521          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3522          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3523          * pressure
3524          */
3525         do {
3526                 if (next_mz)
3527                         mz = next_mz;
3528                 else
3529                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3530                 if (!mz)
3531                         break;
3532
3533                 nr_scanned = 0;
3534                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->mem, zone,
3535                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3536                 nr_reclaimed += reclaimed;
3537                 *total_scanned += nr_scanned;
3538                 spin_lock(&mctz->lock);
3539
3540                 /*
3541                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3542                  * it is time to move on to the next cgroup
3543                  */
3544                 next_mz = NULL;
3545                 if (!reclaimed) {
3546                         do {
3547                                 /*
3548                                  * Loop until we find yet another one.
3549                                  *
3550                                  * By the time we get the soft_limit lock
3551                                  * again, someone might have aded the
3552                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3553                                  * make sure we get a different mem.
3554                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3555                                  * NULL if no other cgroup is present on
3556                                  * the tree
3557                                  */
3558                                 next_mz =
3559                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3560                                 if (next_mz == mz)
3561                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3562                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3563                                         break;
3564                         } while (1);
3565                 }
3566                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3567                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3568                 /*
3569                  * One school of thought says that we should not add
3570                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3571                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3572                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3573                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3574                  * term TODO.
3575                  */
3576                 /* If excess == 0, no tree ops */
3577                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3578                 spin_unlock(&mctz->lock);
3579                 css_put(&mz->mem->css);
3580                 loop++;
3581                 /*
3582                  * Could not reclaim anything and there are no more
3583                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3584                  * reclaiming anything.
3585                  */
3586                 if (!nr_reclaimed &&
3587                         (next_mz == NULL ||
3588                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3589                         break;
3590         } while (!nr_reclaimed);
3591         if (next_mz)
3592                 css_put(&next_mz->mem->css);
3593         return nr_reclaimed;
3594 }
3595
3596 /*
3597  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3598  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3599  */
3600 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3601                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3602 {
3603         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3604         unsigned long flags, loop;
3605         struct list_head *list;
3606         struct page *busy;
3607         struct zone *zone;
3608         int ret = 0;
3609
3610         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3611         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3612         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3613
3614         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3615         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3616         loop += 256;
3617         busy = NULL;
3618         while (loop--) {
3619                 struct page_cgroup *pc;
3620                 struct page *page;
3621
3622                 ret = 0;
3623                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3624                 if (list_empty(list)) {
3625                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3626                         break;
3627                 }
3628                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3629                 if (busy == page) {
3630                         list_move(&page->lru, list);
3631                         busy = NULL;
3632                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3633                         continue;
3634                 }
3635                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3636
3637                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3638
3639                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3640                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3641                         break;
3642
3643                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3644                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3645                         busy = page;
3646                         cond_resched();
3647                 } else
3648                         busy = NULL;
3649         }
3650
3651         if (!ret && !list_empty(list))
3652                 return -EBUSY;
3653         return ret;
3654 }
3655
3656 /*
3657  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3658  * This enables deleting this mem_cgroup.
3659  */
3660 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3661 {
3662         int ret;
3663         int node, zid, shrink;
3664         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3665         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3666
3667         css_get(&memcg->css);
3668
3669         shrink = 0;
3670         /* should free all ? */
3671         if (free_all)
3672                 goto try_to_free;
3673 move_account:
3674         do {
3675                 ret = -EBUSY;
3676                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3677                         goto out;
3678                 ret = -EINTR;
3679                 if (signal_pending(current))
3680                         goto out;
3681                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3682                 lru_add_drain_all();
3683                 drain_all_stock_sync(memcg);
3684                 ret = 0;
3685                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3686                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3687                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3688                                 enum lru_list l;
3689                                 for_each_lru(l) {
3690                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3691                                                         node, zid, l);
3692                                         if (ret)
3693                                                 break;
3694                                 }
3695                         }
3696                         if (ret)
3697                                 break;
3698                 }
3699                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3700                 memcg_oom_recover(memcg);
3701                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3702                 if (ret == -ENOMEM)
3703                         goto try_to_free;
3704                 cond_resched();
3705         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3706         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3707 out:
3708         css_put(&memcg->css);
3709         return ret;
3710
3711 try_to_free:
3712         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3713         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3714                 ret = -EBUSY;
3715                 goto out;
3716         }
3717         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3718         lru_add_drain_all();
3719         /* try to free all pages in this cgroup */
3720         shrink = 1;
3721         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3722                 int progress;
3723
3724                 if (signal_pending(current)) {
3725                         ret = -EINTR;
3726                         goto out;
3727                 }
3728                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3729                                                 false);
3730                 if (!progress) {
3731                         nr_retries--;
3732                         /* maybe some writeback is necessary */
3733                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3734                 }
3735
3736         }
3737         lru_add_drain();
3738         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3739         goto move_account;
3740 }
3741
3742 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3743 {
3744         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3745 }
3746
3747
3748 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3749 {
3750         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3751 }
3752
3753 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3754                                         u64 val)
3755 {
3756         int retval = 0;
3757         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3758         struct cgroup *parent = cont->parent;
3759         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3760
3761         if (parent)
3762                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3763
3764         cgroup_lock();
3765         /*
3766          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3767          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3768          * occur, provided the current cgroup has no children.
3769          *
3770          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3771          * set if there are no children.
3772          */
3773         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3774                                 (val == 1 || val == 0)) {
3775                 if (list_empty(&cont->children))
3776                         memcg->use_hierarchy = val;
3777                 else
3778                         retval = -EBUSY;
3779         } else
3780                 retval = -EINVAL;
3781         cgroup_unlock();
3782
3783         return retval;
3784 }
3785
3786
3787 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3788                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3789 {
3790         struct mem_cgroup *iter;
3791         long val = 0;
3792
3793         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3794         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3795                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3796
3797         if (val < 0) /* race ? */
3798                 val = 0;
3799         return val;
3800 }
3801
3802 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3803 {
3804         u64 val;
3805
3806         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3807                 if (!swap)
3808                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3809                 else
3810                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3811         }
3812
3813         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3814         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3815
3816         if (swap)
3817                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3818
3819         return val << PAGE_SHIFT;
3820 }
3821
3822 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3823 {
3824         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3825         u64 val;
3826         int type, name;
3827
3828         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3829         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3830         switch (type) {
3831         case _MEM:
3832                 if (name == RES_USAGE)
3833                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3834                 else
3835                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3836                 break;
3837         case _MEMSWAP:
3838                 if (name == RES_USAGE)
3839                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3840                 else
3841                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3842                 break;
3843         default:
3844                 BUG();
3845                 break;
3846         }
3847         return val;
3848 }
3849 /*
3850  * The user of this function is...
3851  * RES_LIMIT.
3852  */
3853 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3854                             const char *buffer)
3855 {
3856         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3857         int type, name;
3858         unsigned long long val;
3859         int ret;
3860
3861         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3862         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3863         switch (name) {
3864         case RES_LIMIT:
3865                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3866                         ret = -EINVAL;
3867                         break;
3868                 }
3869                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3870                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3871                 if (ret)
3872                         break;
3873                 if (type == _MEM)
3874                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3875                 else
3876                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3877                 break;
3878         case RES_SOFT_LIMIT:
3879                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3880                 if (ret)
3881                         break;
3882                 /*
3883                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3884                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3885                  * control without swap
3886                  */
3887                 if (type == _MEM)
3888                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3889                 else
3890                         ret = -EINVAL;
3891                 break;
3892         default:
3893                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3894                 break;
3895         }
3896         return ret;
3897 }
3898
3899 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3900                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3901 {
3902         struct cgroup *cgroup;
3903         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3904
3905         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3906         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3907         cgroup = memcg->css.cgroup;
3908         if (!memcg->use_hierarchy)
3909                 goto out;
3910
3911         while (cgroup->parent) {
3912                 cgroup = cgroup->parent;
3913                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3914                 if (!memcg->use_hierarchy)
3915                         break;
3916                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3917                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3918                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3919                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3920         }
3921 out:
3922         *mem_limit = min_limit;
3923         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3924         return;
3925 }
3926
3927 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3928 {
3929         struct mem_cgroup *memcg;
3930         int type, name;
3931
3932         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3933         type = MEMFILE_TYPE(event);
3934         name = MEMFILE_ATTR(event);
3935         switch (name) {
3936         case RES_MAX_USAGE:
3937                 if (type == _MEM)
3938                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3939                 else
3940                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3941                 break;
3942         case RES_FAILCNT:
3943                 if (type == _MEM)
3944                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3945                 else
3946                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3947                 break;
3948         }
3949
3950         return 0;
3951 }
3952
3953 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3954                                         struct cftype *cft)
3955 {
3956         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3957 }
3958
3959 #ifdef CONFIG_MMU
3960 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3961                                         struct cftype *cft, u64 val)
3962 {
3963         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
3964
3965         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
3966                 return -EINVAL;
3967         /*
3968          * We check this value several times in both in can_attach() and
3969          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
3970          * inconsistent.
3971          */
3972         cgroup_lock();
3973         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
3974         cgroup_unlock();
3975
3976         return 0;
3977 }
3978 #else
3979 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3980                                         struct cftype *cft, u64 val)
3981 {
3982         return -ENOSYS;
3983 }
3984 #endif
3985
3986
3987 /* For read statistics */
3988 enum {
3989         MCS_CACHE,
3990         MCS_RSS,
3991         MCS_FILE_MAPPED,
3992         MCS_PGPGIN,
3993         MCS_PGPGOUT,
3994         MCS_SWAP,
3995         MCS_PGFAULT,
3996         MCS_PGMAJFAULT,
3997         MCS_INACTIVE_ANON,
3998         MCS_ACTIVE_ANON,
3999         MCS_INACTIVE_FILE,
4000         MCS_ACTIVE_FILE,
4001         MCS_UNEVICTABLE,
4002         NR_MCS_STAT,
4003 };
4004
4005 struct mcs_total_stat {
4006         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4007 };
4008
4009 struct {
4010         char *local_name;
4011         char *total_name;
4012 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4013         {"cache", "total_cache"},
4014         {"rss", "total_rss"},
4015         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4016         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4017         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4018         {"swap", "total_swap"},
4019         {"pgfault", "total_pgfault"},
4020         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4021         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4022         {"active_anon", "total_active_anon"},
4023         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4024         {"active_file", "total_active_file"},
4025         {"unevictable", "total_unevictable"}
4026 };
4027
4028
4029 static void
4030 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4031 {
4032         s64 val;
4033
4034         /* per cpu stat */
4035         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4036         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4037         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4038         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4039         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4040         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4041         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4042         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4043         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4044         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4045         if (do_swap_account) {
4046                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4047                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4048         }
4049         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4050         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4051         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4052         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4053
4054         /* per zone stat */
4055         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4056         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4057         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4058         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4059         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4060         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4061         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4062         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4063         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4064         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4065 }
4066
4067 static void
4068 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4069 {
4070         struct mem_cgroup *iter;
4071
4072         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4073                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4074 }
4075
4076 #ifdef CONFIG_NUMA
4077 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4078 {
4079         int nid;
4080         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4081         unsigned long node_nr;
4082         struct cgroup *cont = m->private;
4083         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4084
4085         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL);
4086         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4087         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4088                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid, LRU_ALL);
4089                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4090         }
4091         seq_putc(m, '\n');
4092
4093         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_FILE);
4094         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4095         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4096                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4097                                 LRU_ALL_FILE);
4098                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4099         }
4100         seq_putc(m, '\n');
4101
4102         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_ANON);
4103         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4104         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4105                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4106                                 LRU_ALL_ANON);
4107                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4108         }
4109         seq_putc(m, '\n');
4110
4111         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4112         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4113         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4114                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4115                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4116                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4117         }
4118         seq_putc(m, '\n');
4119         return 0;
4120 }
4121 #endif /* CONFIG_NUMA */
4122
4123 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4124                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4125 {
4126         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4127         struct mcs_total_stat mystat;
4128         int i;
4129
4130         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4131         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4132
4133
4134         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4135                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4136                         continue;
4137                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4138         }
4139
4140         /* Hierarchical information */
4141         {
4142                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4143                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4144                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4145                 if (do_swap_account)
4146                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4147         }
4148
4149         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4150         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4151         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4152                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4153                         continue;
4154                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4155         }
4156
4157 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4158         {
4159                 int nid, zid;
4160                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4161                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4162                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4163
4164                 for_each_online_node(nid)
4165                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4166                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4167
4168                                 recent_rotated[0] +=
4169                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4170                                 recent_rotated[1] +=
4171                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4172                                 recent_scanned[0] +=
4173                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4174                                 recent_scanned[1] +=
4175                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4176                         }
4177                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4178                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4179                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4180                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4181         }
4182 #endif
4183
4184         return 0;
4185 }
4186
4187 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4188 {
4189         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4190
4191         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4192 }
4193
4194 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4195                                        u64 val)
4196 {
4197         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4198         struct mem_cgroup *parent;
4199
4200         if (val > 100)
4201                 return -EINVAL;
4202
4203         if (cgrp->parent == NULL)
4204                 return -EINVAL;
4205
4206         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4207
4208         cgroup_lock();
4209
4210         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4211         if ((parent->use_hierarchy) ||
4212             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4213                 cgroup_unlock();
4214                 return -EINVAL;
4215         }
4216
4217         memcg->swappiness = val;
4218
4219         cgroup_unlock();
4220
4221         return 0;
4222 }
4223
4224 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4225 {
4226         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4227         u64 usage;
4228         int i;
4229
4230         rcu_read_lock();
4231         if (!swap)
4232                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4233         else
4234                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4235
4236         if (!t)
4237                 goto unlock;
4238
4239         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4240
4241         /*
4242          * current_threshold points to threshold just below usage.
4243          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4244          * call of __mem_cgroup_threshold().
4245          */
4246         i = t->current_threshold;
4247
4248         /*
4249          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4250          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4251          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4252          * only one element of the array here.
4253          */
4254         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4255                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4256
4257         /* i = current_threshold + 1 */
4258         i++;
4259
4260         /*
4261          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4262          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4263          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4264          * only one element of the array here.
4265          */
4266         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4267                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4268
4269         /* Update current_threshold */
4270         t->current_threshold = i - 1;
4271 unlock:
4272         rcu_read_unlock();
4273 }
4274
4275 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4276 {
4277         while (memcg) {
4278                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4279                 if (do_swap_account)
4280                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4281
4282                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4283         }
4284 }
4285
4286 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4287 {
4288         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4289         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4290
4291         return _a->threshold - _b->threshold;
4292 }
4293
4294 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4295 {
4296         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4297
4298         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4299                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4300         return 0;
4301 }
4302
4303 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4304 {
4305         struct mem_cgroup *iter;
4306
4307         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4308                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4309 }
4310
4311 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4312         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4313 {
4314         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4315         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4316         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4317         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4318         u64 threshold, usage;
4319         int i, size, ret;
4320
4321         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4322         if (ret)
4323                 return ret;
4324
4325         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4326
4327         if (type == _MEM)
4328                 thresholds = &memcg->thresholds;
4329         else if (type == _MEMSWAP)
4330                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4331         else
4332                 BUG();
4333
4334         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4335
4336         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4337         if (thresholds->primary)
4338                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4339
4340         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4341
4342         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4343         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4344                         GFP_KERNEL);
4345         if (!new) {
4346                 ret = -ENOMEM;
4347                 goto unlock;
4348         }
4349         new->size = size;
4350
4351         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4352         if (thresholds->primary) {
4353                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4354                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4355         }
4356
4357         /* Add new threshold */
4358         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4359         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4360
4361         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4362         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4363                         compare_thresholds, NULL);
4364
4365         /* Find current threshold */
4366         new->current_threshold = -1;
4367         for (i = 0; i < size; i++) {
4368                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4369                         /*
4370                          * new->current_threshold will not be used until
4371                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4372                          * it here.
4373                          */
4374                         ++new->current_threshold;
4375                 }
4376         }
4377
4378         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4379         kfree(thresholds->spare);
4380         thresholds->spare = thresholds->primary;
4381
4382         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4383
4384         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4385         synchronize_rcu();
4386
4387 unlock:
4388         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4389
4390         return ret;
4391 }
4392
4393 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4394         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4395 {
4396         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4397         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4398         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4399         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4400         u64 usage;
4401         int i, j, size;
4402
4403         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4404         if (type == _MEM)
4405                 thresholds = &memcg->thresholds;
4406         else if (type == _MEMSWAP)
4407                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4408         else
4409                 BUG();
4410
4411         /*
4412          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4413          * if we don't have thresholds
4414          */
4415         BUG_ON(!thresholds);
4416
4417         if (!thresholds->primary)
4418                 goto unlock;
4419
4420         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4421
4422         /* Check if a threshold crossed before removing */
4423         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4424
4425         /* Calculate new number of threshold */
4426         size = 0;
4427         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4428                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4429                         size++;
4430         }
4431
4432         new = thresholds->spare;
4433
4434         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4435         if (!size) {
4436                 kfree(new);
4437                 new = NULL;
4438                 goto swap_buffers;
4439         }
4440
4441         new->size = size;
4442
4443         /* Copy thresholds and find current threshold */
4444         new->current_threshold = -1;
4445         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4446                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4447                         continue;
4448
4449                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4450                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4451                         /*
4452                          * new->current_threshold will not be used
4453                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4454                          * it here.
4455                          */
4456                         ++new->current_threshold;
4457                 }
4458                 j++;
4459         }
4460
4461 swap_buffers:
4462         /* Swap primary and spare array */
4463         thresholds->spare = thresholds->primary;
4464         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4465
4466         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4467         synchronize_rcu();
4468 unlock:
4469         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4470 }
4471
4472 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4473         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4474 {
4475         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4476         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4477         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4478
4479         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4480         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4481         if (!event)
4482                 return -ENOMEM;
4483
4484         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4485
4486         event->eventfd = eventfd;
4487         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4488
4489         /* already in OOM ? */
4490         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4491                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4492         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4493
4494         return 0;
4495 }
4496
4497 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4498         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4499 {
4500         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4501         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4502         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4503
4504         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4505
4506         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4507
4508         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4509                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4510                         list_del(&ev->list);
4511                         kfree(ev);
4512                 }
4513         }
4514
4515         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4516 }
4517
4518 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4519         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4520 {
4521         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4522
4523         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4524
4525         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4526                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4527         else
4528                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4529         return 0;
4530 }
4531
4532 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4533         struct cftype *cft, u64 val)
4534 {
4535         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4536         struct mem_cgroup *parent;
4537
4538         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4539         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4540                 return -EINVAL;
4541
4542         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4543
4544         cgroup_lock();
4545         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4546         if ((parent->use_hierarchy) ||
4547             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4548                 cgroup_unlock();
4549                 return -EINVAL;
4550         }
4551         memcg->oom_kill_disable = val;
4552         if (!val)
4553                 memcg_oom_recover(memcg);
4554         cgroup_unlock();
4555         return 0;
4556 }
4557
4558 #ifdef CONFIG_NUMA
4559 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4560         .read = seq_read,
4561         .llseek = seq_lseek,
4562         .release = single_release,
4563 };
4564
4565 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4566 {
4567         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4568
4569         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4570         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4571 }
4572 #endif /* CONFIG_NUMA */
4573
4574 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4575 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4576 {
4577         /*
4578          * Part of this would be better living in a separate allocation
4579          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4580          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4581          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4582          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4583          */
4584         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4585 };
4586
4587 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4588                                 struct cgroup *cont)
4589 {
4590         mem_cgroup_sockets_destroy(cont, ss);
4591 }
4592 #else
4593 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4594 {
4595         return 0;
4596 }
4597
4598 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4599                                 struct cgroup *cont)
4600 {
4601 }
4602 #endif
4603
4604 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4605         {
4606                 .name = "usage_in_bytes",
4607                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4608                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4609                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4610                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4611         },
4612         {
4613                 .name = "max_usage_in_bytes",
4614                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4615                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4616                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4617         },
4618         {
4619                 .name = "limit_in_bytes",
4620                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4621                 .write_string = mem_cgroup_write,
4622                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4623         },
4624         {
4625                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4626                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4627                 .write_string = mem_cgroup_write,
4628                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4629         },
4630         {
4631                 .name = "failcnt",
4632                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4633                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4634                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4635         },
4636         {
4637                 .name = "stat",
4638                 .read_map = mem_control_stat_show,
4639         },
4640         {
4641                 .name = "force_empty",
4642                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4643         },
4644         {
4645                 .name = "use_hierarchy",
4646                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4647                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4648         },
4649         {
4650                 .name = "swappiness",
4651                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4652                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4653         },
4654         {
4655                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4656                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4657                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4658         },
4659         {
4660                 .name = "oom_control",
4661                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4662                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4663                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4664                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4665                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4666         },
4667 #ifdef CONFIG_NUMA
4668         {
4669                 .name = "numa_stat",
4670                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4671                 .mode = S_IRUGO,
4672         },
4673 #endif
4674 };
4675
4676 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4677 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4678         {
4679                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4680                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4681                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4682                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4683                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4684         },
4685         {
4686                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4687                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4688                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4689                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4690         },
4691         {
4692                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4693                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4694                 .write_string = mem_cgroup_write,
4695                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4696         },
4697         {
4698                 .name = "memsw.failcnt",
4699                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4700                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4701                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4702         },
4703 };
4704
4705 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4706 {
4707         if (!do_swap_account)
4708                 return 0;
4709         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4710                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4711 };
4712 #else
4713 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4714 {
4715         return 0;
4716 }
4717 #endif
4718
4719 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4720 {
4721         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4722         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4723         enum lru_list l;
4724         int zone, tmp = node;
4725         /*
4726          * This routine is called against possible nodes.
4727          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4728          *
4729          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4730          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4731          *       function.
4732          */
4733         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4734                 tmp = -1;
4735         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4736         if (!pn)
4737                 return 1;
4738
4739         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4740                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4741                 for_each_lru(l)
4742                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[l]);
4743                 mz->usage_in_excess = 0;
4744                 mz->on_tree = false;
4745                 mz->mem = memcg;
4746         }
4747         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4748         return 0;
4749 }
4750
4751 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4752 {
4753         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4754 }
4755
4756 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4757 {
4758         struct mem_cgroup *mem;
4759         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4760
4761         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4762         if (size < PAGE_SIZE)
4763                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4764         else
4765                 mem = vzalloc(size);
4766
4767         if (!mem)
4768                 return NULL;
4769
4770         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4771         if (!mem->stat)
4772                 goto out_free;
4773         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4774         return mem;
4775
4776 out_free:
4777         if (size < PAGE_SIZE)
4778                 kfree(mem);
4779         else
4780                 vfree(mem);
4781         return NULL;
4782 }
4783
4784 /*
4785  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4786  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4787  *
4788  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4789  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4790  * it goes down to 0.
4791  *
4792  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4793  */
4794
4795 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4796 {
4797         int node;
4798
4799         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4800         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4801
4802         for_each_node(node)
4803                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4804
4805         free_percpu(memcg->stat);
4806         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4807                 kfree(memcg);
4808         else
4809                 vfree(memcg);
4810 }
4811
4812 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4813 {
4814         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4815 }
4816
4817 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4818 {
4819         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4820                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4821                 __mem_cgroup_free(memcg);
4822                 if (parent)
4823                         mem_cgroup_put(parent);
4824         }
4825 }
4826
4827 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4828 {
4829         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4830 }
4831
4832 /*
4833  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4834  */
4835 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4836 {
4837         if (!memcg->res.parent)
4838                 return NULL;
4839         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4840 }
4841 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4842
4843 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4844 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4845 {
4846         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4847                 do_swap_account = 1;
4848 }
4849 #else
4850 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4851 {
4852 }
4853 #endif
4854
4855 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4856 {
4857         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4858         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4859         int tmp, node, zone;
4860
4861         for_each_node(node) {
4862                 tmp = node;
4863                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4864                         tmp = -1;
4865                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4866                 if (!rtpn)
4867                         goto err_cleanup;
4868
4869                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4870
4871                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4872                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4873                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4874                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4875                 }
4876         }
4877         return 0;
4878
4879 err_cleanup:
4880         for_each_node(node) {
4881                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4882                         break;
4883                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4884                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4885         }
4886         return 1;
4887
4888 }
4889
4890 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4891 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4892 {
4893         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4894         long error = -ENOMEM;
4895         int node;
4896
4897         memcg = mem_cgroup_alloc();
4898         if (!memcg)
4899                 return ERR_PTR(error);
4900
4901         for_each_node(node)
4902                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4903                         goto free_out;
4904
4905         /* root ? */
4906         if (cont->parent == NULL) {
4907                 int cpu;
4908                 enable_swap_cgroup();
4909                 parent = NULL;
4910                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4911                         goto free_out;
4912                 root_mem_cgroup = memcg;
4913                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4914                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4915                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4916                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4917                 }
4918                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4919         } else {
4920                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4921                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4922                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4923         }
4924
4925         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4926                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4927                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4928                 /*
4929                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4930                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4931                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4932                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4933                  */
4934                 mem_cgroup_get(parent);
4935         } else {
4936                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4937                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4938         }
4939         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4940         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4941
4942         if (parent)
4943                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4944         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4945         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4946         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4947         return &memcg->css;
4948 free_out:
4949         __mem_cgroup_free(memcg);
4950         return ERR_PTR(error);
4951 }
4952
4953 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4954                                         struct cgroup *cont)
4955 {
4956         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4957
4958         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
4959 }
4960
4961 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4962                                 struct cgroup *cont)
4963 {
4964         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4965
4966         kmem_cgroup_destroy(ss, cont);
4967
4968         mem_cgroup_put(memcg);
4969 }
4970
4971 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
4972                                 struct cgroup *cont)
4973 {
4974         int ret;
4975
4976         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
4977                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
4978
4979         if (!ret)
4980                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
4981
4982         if (!ret)
4983                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
4984
4985         return ret;
4986 }
4987
4988 #ifdef CONFIG_MMU
4989 /* Handlers for move charge at task migration. */
4990 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
4991 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
4992 {
4993         int ret = 0;
4994         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
4995         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
4996
4997         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
4998                 mc.precharge += count;
4999                 /* we don't need css_get for root */
5000                 return ret;
5001         }
5002         /* try to charge at once */
5003         if (count > 1) {
5004                 struct res_counter *dummy;
5005                 /*
5006                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5007                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5008                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5009                  * css_get().
5010                  */
5011                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5012                         goto one_by_one;
5013                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5014                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5015                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5016                         goto one_by_one;
5017                 }
5018                 mc.precharge += count;
5019                 return ret;
5020         }
5021 one_by_one:
5022         /* fall back to one by one charge */
5023         while (count--) {
5024                 if (signal_pending(current)) {
5025                         ret = -EINTR;
5026                         break;
5027                 }
5028                 if (!batch_count--) {
5029                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5030                         cond_resched();
5031                 }
5032                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5033                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5034                 if (ret)
5035                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5036                         return ret;
5037                 mc.precharge++;
5038         }
5039         return ret;
5040 }
5041
5042 /**
5043  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5044  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5045  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5046  * @ptent: the pte to be checked
5047  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5048  *
5049  * Returns
5050  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5051  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5052  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5053  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5054  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5055  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5056  *     in target->ent.
5057  *
5058  * Called with pte lock held.
5059  */
5060 union mc_target {
5061         struct page     *page;
5062         swp_entry_t     ent;
5063 };
5064
5065 enum mc_target_type {
5066         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5067         MC_TARGET_PAGE,
5068         MC_TARGET_SWAP,
5069 };
5070
5071 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5072                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5073 {
5074         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5075
5076         if (!page || !page_mapped(page))
5077                 return NULL;
5078         if (PageAnon(page)) {
5079                 /* we don't move shared anon */
5080                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5081                         return NULL;
5082         } else if (!move_file())
5083                 /* we ignore mapcount for file pages */
5084                 return NULL;
5085         if (!get_page_unless_zero(page))
5086                 return NULL;
5087
5088         return page;
5089 }
5090
5091 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5092                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5093 {
5094         int usage_count;
5095         struct page *page = NULL;
5096         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5097
5098         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5099                 return NULL;
5100         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5101         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5102                 if (page)
5103                         put_page(page);
5104                 return NULL;
5105         }
5106         if (do_swap_account)
5107                 entry->val = ent.val;
5108
5109         return page;
5110 }
5111
5112 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5113                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5114 {
5115         struct page *page = NULL;
5116         struct inode *inode;
5117         struct address_space *mapping;
5118         pgoff_t pgoff;
5119
5120         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5121                 return NULL;
5122         if (!move_file())
5123                 return NULL;
5124
5125         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5126         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5127         if (pte_none(ptent))
5128                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5129         else /* pte_file(ptent) is true */
5130                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5131
5132         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5133         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5134
5135 #ifdef CONFIG_SWAP
5136         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5137         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5138                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5139                 if (do_swap_account)
5140                         *entry = swap;
5141                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5142         }
5143 #endif
5144         return page;
5145 }
5146
5147 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5148                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5149 {
5150         struct page *page = NULL;
5151         struct page_cgroup *pc;
5152         int ret = 0;
5153         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5154
5155         if (pte_present(ptent))
5156                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5157         else if (is_swap_pte(ptent))
5158                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5159         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5160                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5161
5162         if (!page && !ent.val)
5163                 return 0;
5164         if (page) {
5165                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5166                 /*
5167                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5168                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5169                  * the lock.
5170                  */
5171                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5172                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5173                         if (target)
5174                                 target->page = page;
5175                 }
5176                 if (!ret || !target)
5177                         put_page(page);
5178         }
5179         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5180         if (ent.val && !ret &&
5181                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5182                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5183                 if (target)
5184                         target->ent = ent;
5185         }
5186         return ret;
5187 }
5188
5189 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5190                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5191                                         struct mm_walk *walk)
5192 {
5193         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5194         pte_t *pte;
5195         spinlock_t *ptl;
5196
5197         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5198
5199         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5200         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5201                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5202                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5203         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5204         cond_resched();
5205
5206         return 0;
5207 }
5208
5209 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5210 {
5211         unsigned long precharge;
5212         struct vm_area_struct *vma;
5213
5214         down_read(&mm->mmap_sem);
5215         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5216                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5217                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5218                         .mm = mm,
5219                         .private = vma,
5220                 };
5221                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5222                         continue;
5223                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5224                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5225         }
5226         up_read(&mm->mmap_sem);
5227
5228         precharge = mc.precharge;
5229         mc.precharge = 0;
5230
5231         return precharge;
5232 }
5233
5234 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5235 {
5236         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5237
5238         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5239         mc.moving_task = current;
5240         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5241 }
5242
5243 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5244 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5245 {
5246         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5247         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5248
5249         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5250         if (mc.precharge) {
5251                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5252                 mc.precharge = 0;
5253         }
5254         /*
5255          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5256          * we must uncharge here.
5257          */
5258         if (mc.moved_charge) {
5259                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5260                 mc.moved_charge = 0;
5261         }
5262         /* we must fixup refcnts and charges */
5263         if (mc.moved_swap) {
5264                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5265                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5266                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5267                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5268                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5269
5270                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5271                         /*
5272                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5273                          * uncharge to->res.
5274                          */
5275                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5276                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5277                 }
5278                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5279                 mc.moved_swap = 0;
5280         }
5281         memcg_oom_recover(from);
5282         memcg_oom_recover(to);
5283         wake_up_all(&mc.waitq);
5284 }
5285
5286 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5287 {
5288         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5289
5290         /*
5291          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5292          * task migration.
5293          */
5294         mc.moving_task = NULL;
5295         __mem_cgroup_clear_mc();
5296         spin_lock(&mc.lock);
5297         mc.from = NULL;
5298         mc.to = NULL;
5299         spin_unlock(&mc.lock);
5300         mem_cgroup_end_move(from);
5301 }
5302
5303 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5304                                 struct cgroup *cgroup,
5305                                 struct cgroup_taskset *tset)
5306 {
5307         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5308         int ret = 0;
5309         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5310
5311         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5312                 struct mm_struct *mm;
5313                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5314
5315                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5316
5317                 mm = get_task_mm(p);
5318                 if (!mm)
5319                         return 0;
5320                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5321                 if (mm->owner == p) {
5322                         VM_BUG_ON(mc.from);
5323                         VM_BUG_ON(mc.to);
5324                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5325                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5326                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5327                         mem_cgroup_start_move(from);
5328                         spin_lock(&mc.lock);
5329                         mc.from = from;
5330                         mc.to = memcg;
5331                         spin_unlock(&mc.lock);
5332                         /* We set mc.moving_task later */
5333
5334                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5335                         if (ret)
5336                                 mem_cgroup_clear_mc();
5337                 }
5338                 mmput(mm);
5339         }
5340         return ret;
5341 }
5342
5343 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5344                                 struct cgroup *cgroup,
5345                                 struct cgroup_taskset *tset)
5346 {
5347         mem_cgroup_clear_mc();
5348 }
5349
5350 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5351                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5352                                 struct mm_walk *walk)
5353 {
5354         int ret = 0;
5355         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5356         pte_t *pte;
5357         spinlock_t *ptl;
5358
5359         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5360 retry:
5361         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5362         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5363                 pte_t ptent = *(pte++);
5364                 union mc_target target;
5365                 int type;
5366                 struct page *page;
5367                 struct page_cgroup *pc;
5368                 swp_entry_t ent;
5369
5370                 if (!mc.precharge)
5371                         break;
5372
5373                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5374                 switch (type) {
5375                 case MC_TARGET_PAGE:
5376                         page = target.page;
5377                         if (isolate_lru_page(page))
5378                                 goto put;
5379                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5380                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5381                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5382                                 mc.precharge--;
5383                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5384                                 mc.moved_charge++;
5385                         }
5386                         putback_lru_page(page);
5387 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5388                         put_page(page);
5389                         break;
5390                 case MC_TARGET_SWAP:
5391                         ent = target.ent;
5392                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5393                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5394                                 mc.precharge--;
5395                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5396                                 mc.moved_swap++;
5397                         }
5398                         break;
5399                 default:
5400                         break;
5401                 }
5402         }
5403         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5404         cond_resched();
5405
5406         if (addr != end) {
5407                 /*
5408                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5409                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5410                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5411                  * phase.
5412                  */
5413                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5414                 if (!ret)
5415                         goto retry;
5416         }
5417
5418         return ret;
5419 }
5420
5421 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5422 {
5423         struct vm_area_struct *vma;
5424
5425         lru_add_drain_all();
5426 retry:
5427         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5428                 /*
5429                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5430                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5431                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5432                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5433                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5434                  */
5435                 __mem_cgroup_clear_mc();
5436                 cond_resched();
5437                 goto retry;
5438         }
5439         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5440                 int ret;
5441                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5442                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5443                         .mm = mm,
5444                         .private = vma,
5445                 };
5446                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5447                         continue;
5448                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5449                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5450                 if (ret)
5451                         /*
5452                          * means we have consumed all precharges and failed in
5453                          * doing additional charge. Just abandon here.
5454                          */
5455                         break;
5456         }
5457         up_read(&mm->mmap_sem);
5458 }
5459
5460 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5461                                 struct cgroup *cont,
5462                                 struct cgroup_taskset *tset)
5463 {
5464         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5465         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5466
5467         if (mm) {
5468                 if (mc.to)
5469                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5470                 put_swap_token(mm);
5471                 mmput(mm);
5472         }
5473         if (mc.to)
5474                 mem_cgroup_clear_mc();
5475 }
5476 #else   /* !CONFIG_MMU */
5477 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5478                                 struct cgroup *cgroup,
5479                                 struct cgroup_taskset *tset)
5480 {
5481         return 0;
5482 }
5483 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5484                                 struct cgroup *cgroup,
5485                                 struct cgroup_taskset *tset)
5486 {
5487 }
5488 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5489                                 struct cgroup *cont,
5490                                 struct cgroup_taskset *tset)
5491 {
5492 }
5493 #endif
5494
5495 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5496         .name = "memory",
5497         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5498         .create = mem_cgroup_create,
5499         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5500         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5501         .populate = mem_cgroup_populate,
5502         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5503         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5504         .attach = mem_cgroup_move_task,
5505         .early_init = 0,
5506         .use_id = 1,
5507 };
5508
5509 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5510 static int __init enable_swap_account(char *s)
5511 {
5512         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5513         if (!strcmp(s, "1"))
5514                 really_do_swap_account = 1;
5515         else if (!strcmp(s, "0"))
5516                 really_do_swap_account = 0;
5517         return 1;
5518 }
5519 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5520
5521 #endif