memcg: make mem_cgroup_split_huge_fixup() more efficient
[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 #ifdef CONFIG_INET
377 #include <net/sock.h>
378 #include <net/ip.h>
379
380 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
381 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
382 {
383         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled)) {
384                 struct mem_cgroup *memcg;
385
386                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
387
388                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
389                  * filled. It won't however, necessarily happen from
390                  * process context. So the test for root memcg given
391                  * the current task's memcg won't help us in this case.
392                  *
393                  * Respecting the original socket's memcg is a better
394                  * decision in this case.
395                  */
396                 if (sk->sk_cgrp) {
397                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
398                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
399                         return;
400                 }
401
402                 rcu_read_lock();
403                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
404                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
405                         mem_cgroup_get(memcg);
406                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
407                 }
408                 rcu_read_unlock();
409         }
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
412
413 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
414 {
415         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled) && sk->sk_cgrp) {
416                 struct mem_cgroup *memcg;
417                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
418                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
419                 mem_cgroup_put(memcg);
420         }
421 }
422
423 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
426                 return NULL;
427
428         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
431 #endif /* CONFIG_INET */
432 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
433
434 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
435
436 static struct mem_cgroup_per_zone *
437 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
438 {
439         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
443 {
444         return &memcg->css;
445 }
446
447 static struct mem_cgroup_per_zone *
448 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
449 {
450         int nid = page_to_nid(page);
451         int zid = page_zonenum(page);
452
453         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
454 }
455
456 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
457 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
458 {
459         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
463 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
464 {
465         int nid = page_to_nid(page);
466         int zid = page_zonenum(page);
467
468         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
469 }
470
471 static void
472 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
473                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
475                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
476 {
477         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
478         struct rb_node *parent = NULL;
479         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
480
481         if (mz->on_tree)
482                 return;
483
484         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
485         if (!mz->usage_in_excess)
486                 return;
487         while (*p) {
488                 parent = *p;
489                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
490                                         tree_node);
491                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
492                         p = &(*p)->rb_left;
493                 /*
494                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
495                  * limit by the same amount
496                  */
497                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
498                         p = &(*p)->rb_right;
499         }
500         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
501         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
502         mz->on_tree = true;
503 }
504
505 static void
506 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
507                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
508                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
509 {
510         if (!mz->on_tree)
511                 return;
512         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = false;
514 }
515
516 static void
517 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
518                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
519                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
520 {
521         spin_lock(&mctz->lock);
522         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
523         spin_unlock(&mctz->lock);
524 }
525
526
527 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
528 {
529         unsigned long long excess;
530         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
531         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
532         int nid = page_to_nid(page);
533         int zid = page_zonenum(page);
534         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
535
536         /*
537          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
538          * because their event counter is not touched.
539          */
540         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
541                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
542                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
543                 /*
544                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
545                  * mem is over its softlimit.
546                  */
547                 if (excess || mz->on_tree) {
548                         spin_lock(&mctz->lock);
549                         /* if on-tree, remove it */
550                         if (mz->on_tree)
551                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
552                         /*
553                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
554                          * If excess is 0, no tree ops.
555                          */
556                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
557                         spin_unlock(&mctz->lock);
558                 }
559         }
560 }
561
562 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         int node, zone;
565         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
567
568         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
569                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
570                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
571                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
572                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573                 }
574         }
575 }
576
577 static struct mem_cgroup_per_zone *
578 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
579 {
580         struct rb_node *rightmost = NULL;
581         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
582
583 retry:
584         mz = NULL;
585         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
586         if (!rightmost)
587                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
588
589         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
590         /*
591          * Remove the node now but someone else can add it back,
592          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
593          * position in the tree.
594          */
595         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
596         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
597                 !css_tryget(&mz->mem->css))
598                 goto retry;
599 done:
600         return mz;
601 }
602
603 static struct mem_cgroup_per_zone *
604 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
605 {
606         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
607
608         spin_lock(&mctz->lock);
609         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
610         spin_unlock(&mctz->lock);
611         return mz;
612 }
613
614 /*
615  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
616  *
617  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
618  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
619  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
620  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
621  *
622  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
623  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
624  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
625  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
626  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
627  *
628  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
629  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
630  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
631  * implemented.
632  */
633 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
634                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
635 {
636         long val = 0;
637         int cpu;
638
639         get_online_cpus();
640         for_each_online_cpu(cpu)
641                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
642 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
643         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
644         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
645         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
646 #endif
647         put_online_cpus();
648         return val;
649 }
650
651 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
652                                          bool charge)
653 {
654         int val = (charge) ? 1 : -1;
655         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
656 }
657
658 void mem_cgroup_pgfault(struct mem_cgroup *memcg, int val)
659 {
660         this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT], val);
661 }
662
663 void mem_cgroup_pgmajfault(struct mem_cgroup *memcg, int val)
664 {
665         this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT], val);
666 }
667
668 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
669                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
670 {
671         unsigned long val = 0;
672         int cpu;
673
674         for_each_online_cpu(cpu)
675                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
676 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
677         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
678         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
679         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
680 #endif
681         return val;
682 }
683
684 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
685                                          bool file, int nr_pages)
686 {
687         preempt_disable();
688
689         if (file)
690                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
691                                 nr_pages);
692         else
693                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
694                                 nr_pages);
695
696         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
697         if (nr_pages > 0)
698                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
699         else {
700                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
701                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
702         }
703
704         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
705
706         preempt_enable();
707 }
708
709 unsigned long
710 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
711                         unsigned int lru_mask)
712 {
713         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
714         enum lru_list l;
715         unsigned long ret = 0;
716
717         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
718
719         for_each_lru(l) {
720                 if (BIT(l) & lru_mask)
721                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
722         }
723         return ret;
724 }
725
726 static unsigned long
727 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
728                         int nid, unsigned int lru_mask)
729 {
730         u64 total = 0;
731         int zid;
732
733         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
734                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
735                                                 nid, zid, lru_mask);
736
737         return total;
738 }
739
740 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
741                         unsigned int lru_mask)
742 {
743         int nid;
744         u64 total = 0;
745
746         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
747                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
748         return total;
749 }
750
751 static bool __memcg_event_check(struct mem_cgroup *memcg, int target)
752 {
753         unsigned long val, next;
754
755         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
756         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
757         /* from time_after() in jiffies.h */
758         return ((long)next - (long)val < 0);
759 }
760
761 static void __mem_cgroup_target_update(struct mem_cgroup *memcg, int target)
762 {
763         unsigned long val, next;
764
765         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
766
767         switch (target) {
768         case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
769                 next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
770                 break;
771         case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
772                 next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
773                 break;
774         case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
775                 next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
776                 break;
777         default:
778                 return;
779         }
780
781         __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
782 }
783
784 /*
785  * Check events in order.
786  *
787  */
788 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
789 {
790         preempt_disable();
791         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
792         if (unlikely(__memcg_event_check(memcg, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
793                 mem_cgroup_threshold(memcg);
794                 __mem_cgroup_target_update(memcg, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH);
795                 if (unlikely(__memcg_event_check(memcg,
796                              MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT))) {
797                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
798                         __mem_cgroup_target_update(memcg,
799                                                    MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
800                 }
801 #if MAX_NUMNODES > 1
802                 if (unlikely(__memcg_event_check(memcg,
803                         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO))) {
804                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
805                         __mem_cgroup_target_update(memcg,
806                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
807                 }
808 #endif
809         }
810         preempt_enable();
811 }
812
813 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
814 {
815         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
816                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
817                                 css);
818 }
819
820 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
821 {
822         /*
823          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
824          * if it races with swapoff, page migration, etc.
825          * So this can be called with p == NULL.
826          */
827         if (unlikely(!p))
828                 return NULL;
829
830         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
831                                 struct mem_cgroup, css);
832 }
833
834 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
835 {
836         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
837
838         if (!mm)
839                 return NULL;
840         /*
841          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
842          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
843          * pessimistic (rather than adding locks here).
844          */
845         rcu_read_lock();
846         do {
847                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
848                 if (unlikely(!memcg))
849                         break;
850         } while (!css_tryget(&memcg->css));
851         rcu_read_unlock();
852         return memcg;
853 }
854
855 /**
856  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
857  * @root: hierarchy root
858  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
859  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
860  *
861  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
862  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
863  *
864  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
865  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
866  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
867  *
868  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
869  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
870  * reclaimers operating on the same zone and priority.
871  */
872 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
873                                    struct mem_cgroup *prev,
874                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
875 {
876         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
877         int id = 0;
878
879         if (mem_cgroup_disabled())
880                 return NULL;
881
882         if (!root)
883                 root = root_mem_cgroup;
884
885         if (prev && !reclaim)
886                 id = css_id(&prev->css);
887
888         if (prev && prev != root)
889                 css_put(&prev->css);
890
891         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
892                 if (prev)
893                         return NULL;
894                 return root;
895         }
896
897         while (!memcg) {
898                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
899                 struct cgroup_subsys_state *css;
900
901                 if (reclaim) {
902                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
903                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
904                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
905
906                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
907                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
908                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
909                                 return NULL;
910                         id = iter->position;
911                 }
912
913                 rcu_read_lock();
914                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
915                 if (css) {
916                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
917                                 memcg = container_of(css,
918                                                      struct mem_cgroup, css);
919                 } else
920                         id = 0;
921                 rcu_read_unlock();
922
923                 if (reclaim) {
924                         iter->position = id;
925                         if (!css)
926                                 iter->generation++;
927                         else if (!prev && memcg)
928                                 reclaim->generation = iter->generation;
929                 }
930
931                 if (prev && !css)
932                         return NULL;
933         }
934         return memcg;
935 }
936
937 /**
938  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
939  * @root: hierarchy root
940  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
941  */
942 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
943                            struct mem_cgroup *prev)
944 {
945         if (!root)
946                 root = root_mem_cgroup;
947         if (prev && prev != root)
948                 css_put(&prev->css);
949 }
950
951 /*
952  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
953  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
954  * be used for reference counting.
955  */
956 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
957         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
958              iter != NULL;                              \
959              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
960
961 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
962         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
963              iter != NULL;                              \
964              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
965
966 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
967 {
968         return (memcg == root_mem_cgroup);
969 }
970
971 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
972 {
973         struct mem_cgroup *memcg;
974
975         if (!mm)
976                 return;
977
978         rcu_read_lock();
979         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
980         if (unlikely(!memcg))
981                 goto out;
982
983         switch (idx) {
984         case PGMAJFAULT:
985                 mem_cgroup_pgmajfault(memcg, 1);
986                 break;
987         case PGFAULT:
988                 mem_cgroup_pgfault(memcg, 1);
989                 break;
990         default:
991                 BUG();
992         }
993 out:
994         rcu_read_unlock();
995 }
996 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
997
998 /**
999  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1000  * @zone: zone of the wanted lruvec
1001  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1002  *
1003  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1004  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1005  * is disabled.
1006  */
1007 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1008                                       struct mem_cgroup *memcg)
1009 {
1010         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1011
1012         if (mem_cgroup_disabled())
1013                 return &zone->lruvec;
1014
1015         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1016         return &mz->lruvec;
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1021  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1022  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1023  *
1024  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1025  * 1. charge
1026  * 2. moving account
1027  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1028  * It is added to LRU before charge.
1029  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1030  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1031  */
1032
1033 /**
1034  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1035  * @zone: zone of the page
1036  * @page: the page
1037  * @lru: current lru
1038  *
1039  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1040  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1041  *
1042  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1043  * the returned lruvec->lists[@lru].
1044  */
1045 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1046                                        enum lru_list lru)
1047 {
1048         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1049         struct mem_cgroup *memcg;
1050         struct page_cgroup *pc;
1051
1052         if (mem_cgroup_disabled())
1053                 return &zone->lruvec;
1054
1055         pc = lookup_page_cgroup(page);
1056         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
1057         /*
1058          * putback:                             charge:
1059          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1060          * smp_mb                               smp_mb
1061          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1062          *
1063          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1064          * LRU during a race.
1065          */
1066         smp_mb();
1067         /*
1068          * If the page is uncharged, it may be freed soon, but it
1069          * could also be swap cache (readahead, swapoff) that needs to
1070          * be reclaimable in the future.  root_mem_cgroup will babysit
1071          * it for the time being.
1072          */
1073         if (PageCgroupUsed(pc)) {
1074                 /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1075                 smp_rmb();
1076                 memcg = pc->mem_cgroup;
1077                 SetPageCgroupAcctLRU(pc);
1078         } else
1079                 memcg = root_mem_cgroup;
1080         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1081         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1082         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
1083         return &mz->lruvec;
1084 }
1085
1086 /**
1087  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1088  * @page: the page
1089  * @lru: target lru
1090  *
1091  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1092  *
1093  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1094  * @page->lru.
1095  */
1096 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1097 {
1098         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1099         struct mem_cgroup *memcg;
1100         struct page_cgroup *pc;
1101
1102         if (mem_cgroup_disabled())
1103                 return;
1104
1105         pc = lookup_page_cgroup(page);
1106         /*
1107          * root_mem_cgroup babysits uncharged LRU pages, but
1108          * PageCgroupUsed is cleared when the page is about to get
1109          * freed.  PageCgroupAcctLRU remembers whether the
1110          * LRU-accounting happened against pc->mem_cgroup or
1111          * root_mem_cgroup.
1112          */
1113         if (TestClearPageCgroupAcctLRU(pc)) {
1114                 VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
1115                 memcg = pc->mem_cgroup;
1116         } else
1117                 memcg = root_mem_cgroup;
1118         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1119         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1120         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
1121 }
1122
1123 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1124 {
1125         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1126 }
1127
1128 /**
1129  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1130  * @zone: zone of the page
1131  * @page: the page
1132  * @from: current lru
1133  * @to: target lru
1134  *
1135  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1136  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1137  * @page is charged to.
1138  *
1139  * The callsite is then responsible for physically relinking
1140  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1141  */
1142 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1143                                          struct page *page,
1144                                          enum lru_list from,
1145                                          enum lru_list to)
1146 {
1147         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1148         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1149         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1150 }
1151
1152 /*
1153  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
1154  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
1155  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
1156  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
1157  */
1158 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
1159 {
1160         enum lru_list lru;
1161         unsigned long flags;
1162         struct zone *zone = page_zone(page);
1163         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1164
1165         /*
1166          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1167          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1168          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1169          * set, the commit after this will fail, anyway.
1170          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1171          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1172          */
1173         if (likely(!PageLRU(page)))
1174                 return;
1175
1176         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1177         lru = page_lru(page);
1178         /*
1179          * The uncharged page could still be registered to the LRU of
1180          * the stale pc->mem_cgroup.
1181          *
1182          * As pc->mem_cgroup is about to get overwritten, the old LRU
1183          * accounting needs to be taken care of.  Let root_mem_cgroup
1184          * babysit the page until the new memcg is responsible for it.
1185          *
1186          * The PCG_USED bit is guarded by lock_page() as the page is
1187          * swapcache/pagecache.
1188          */
1189         if (PageLRU(page) && PageCgroupAcctLRU(pc) && !PageCgroupUsed(pc)) {
1190                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1191                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1192         }
1193         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1194 }
1195
1196 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1197 {
1198         enum lru_list lru;
1199         unsigned long flags;
1200         struct zone *zone = page_zone(page);
1201         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1202         /*
1203          * putback:                             charge:
1204          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1205          * smp_mb                               smp_mb
1206          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1207          *
1208          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1209          * LRU during a race.
1210          */
1211         smp_mb();
1212         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1213         if (likely(!PageLRU(page)))
1214                 return;
1215         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1216         lru = page_lru(page);
1217         /*
1218          * If the page is not on the LRU, someone will soon put it
1219          * there.  If it is, and also already accounted for on the
1220          * memcg-side, it must be on the right lruvec as setting
1221          * pc->mem_cgroup and PageCgroupUsed is properly ordered.
1222          * Otherwise, root_mem_cgroup has been babysitting the page
1223          * during the charge.  Move it to the new memcg now.
1224          */
1225         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc)) {
1226                 del_page_from_lru_list(zone, page, lru);
1227                 add_page_to_lru_list(zone, page, lru);
1228         }
1229         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1230 }
1231
1232 /*
1233  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1234  * hierarchy subtree
1235  */
1236 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1237                 struct mem_cgroup *memcg)
1238 {
1239         if (root_memcg != memcg) {
1240                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1241                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1242         }
1243
1244         return true;
1245 }
1246
1247 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1248 {
1249         int ret;
1250         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1251         struct task_struct *p;
1252
1253         p = find_lock_task_mm(task);
1254         if (!p)
1255                 return 0;
1256         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1257         task_unlock(p);
1258         if (!curr)
1259                 return 0;
1260         /*
1261          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1262          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1263          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1264          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1265          */
1266         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1267         css_put(&curr->css);
1268         return ret;
1269 }
1270
1271 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1272 {
1273         unsigned long inactive_ratio;
1274         int nid = zone_to_nid(zone);
1275         int zid = zone_idx(zone);
1276         unsigned long inactive;
1277         unsigned long active;
1278         unsigned long gb;
1279
1280         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1281                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1282         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1283                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1284
1285         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1286         if (gb)
1287                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1288         else
1289                 inactive_ratio = 1;
1290
1291         return inactive * inactive_ratio < active;
1292 }
1293
1294 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1295 {
1296         unsigned long active;
1297         unsigned long inactive;
1298         int zid = zone_idx(zone);
1299         int nid = zone_to_nid(zone);
1300
1301         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1302                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1303         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1304                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1305
1306         return (active > inactive);
1307 }
1308
1309 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1310                                                       struct zone *zone)
1311 {
1312         int nid = zone_to_nid(zone);
1313         int zid = zone_idx(zone);
1314         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1315
1316         return &mz->reclaim_stat;
1317 }
1318
1319 struct zone_reclaim_stat *
1320 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1321 {
1322         struct page_cgroup *pc;
1323         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1324
1325         if (mem_cgroup_disabled())
1326                 return NULL;
1327
1328         pc = lookup_page_cgroup(page);
1329         if (!PageCgroupUsed(pc))
1330                 return NULL;
1331         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1332         smp_rmb();
1333         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1334         return &mz->reclaim_stat;
1335 }
1336
1337 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1338         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1339
1340 /**
1341  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1342  * @mem: the memory cgroup
1343  *
1344  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1345  * pages.
1346  */
1347 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1348 {
1349         unsigned long long margin;
1350
1351         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1352         if (do_swap_account)
1353                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1354         return margin >> PAGE_SHIFT;
1355 }
1356
1357 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1358 {
1359         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1360
1361         /* root ? */
1362         if (cgrp->parent == NULL)
1363                 return vm_swappiness;
1364
1365         return memcg->swappiness;
1366 }
1367
1368 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1369 {
1370         int cpu;
1371
1372         get_online_cpus();
1373         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1374         for_each_online_cpu(cpu)
1375                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1376         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1377         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1378         put_online_cpus();
1379
1380         synchronize_rcu();
1381 }
1382
1383 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1384 {
1385         int cpu;
1386
1387         if (!memcg)
1388                 return;
1389         get_online_cpus();
1390         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1391         for_each_online_cpu(cpu)
1392                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1393         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1394         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1395         put_online_cpus();
1396 }
1397 /*
1398  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1399  *
1400  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1401  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1402  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1403  *
1404  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1405  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1406  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1407  */
1408
1409 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1410 {
1411         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1412         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1413 }
1414
1415 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1416 {
1417         struct mem_cgroup *from;
1418         struct mem_cgroup *to;
1419         bool ret = false;
1420         /*
1421          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1422          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1423          */
1424         spin_lock(&mc.lock);
1425         from = mc.from;
1426         to = mc.to;
1427         if (!from)
1428                 goto unlock;
1429
1430         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1431                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1432 unlock:
1433         spin_unlock(&mc.lock);
1434         return ret;
1435 }
1436
1437 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1438 {
1439         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1440                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1441                         DEFINE_WAIT(wait);
1442                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1443                         /* moving charge context might have finished. */
1444                         if (mc.moving_task)
1445                                 schedule();
1446                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1447                         return true;
1448                 }
1449         }
1450         return false;
1451 }
1452
1453 /**
1454  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1455  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1456  * @p: Task that is going to be killed
1457  *
1458  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1459  * enabled
1460  */
1461 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1462 {
1463         struct cgroup *task_cgrp;
1464         struct cgroup *mem_cgrp;
1465         /*
1466          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1467          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1468          * If this assumption is broken, revisit this code.
1469          */
1470         static char memcg_name[PATH_MAX];
1471         int ret;
1472
1473         if (!memcg || !p)
1474                 return;
1475
1476
1477         rcu_read_lock();
1478
1479         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1480         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1481
1482         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1483         if (ret < 0) {
1484                 /*
1485                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1486                  * But we'll still print out the usage information
1487                  */
1488                 rcu_read_unlock();
1489                 goto done;
1490         }
1491         rcu_read_unlock();
1492
1493         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1494
1495         rcu_read_lock();
1496         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1497         if (ret < 0) {
1498                 rcu_read_unlock();
1499                 goto done;
1500         }
1501         rcu_read_unlock();
1502
1503         /*
1504          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1505          */
1506         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1507 done:
1508
1509         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1510                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1511                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1512                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1513         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1514                 "failcnt %llu\n",
1515                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1516                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1517                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1518 }
1519
1520 /*
1521  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1522  * 1(self count) if no children.
1523  */
1524 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1525 {
1526         int num = 0;
1527         struct mem_cgroup *iter;
1528
1529         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1530                 num++;
1531         return num;
1532 }
1533
1534 /*
1535  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1536  */
1537 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         u64 limit;
1540         u64 memsw;
1541
1542         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1543         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1544
1545         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1546         /*
1547          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1548          * to this memcg, return that limit.
1549          */
1550         return min(limit, memsw);
1551 }
1552
1553 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1554                                         gfp_t gfp_mask,
1555                                         unsigned long flags)
1556 {
1557         unsigned long total = 0;
1558         bool noswap = false;
1559         int loop;
1560
1561         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1562                 noswap = true;
1563         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1564                 noswap = true;
1565
1566         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1567                 if (loop)
1568                         drain_all_stock_async(memcg);
1569                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1570                 /*
1571                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1572                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1573                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1574                  */
1575                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1576                         break;
1577                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1578                         break;
1579                 /*
1580                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1581                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1582                  */
1583                 if (loop && !total)
1584                         break;
1585         }
1586         return total;
1587 }
1588
1589 /**
1590  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1591  * @mem: the target memcg
1592  * @nid: the node ID to be checked.
1593  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1594  *
1595  * This function returns whether the specified memcg contains any
1596  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1597  * pages in the node.
1598  */
1599 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1600                 int nid, bool noswap)
1601 {
1602         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1603                 return true;
1604         if (noswap || !total_swap_pages)
1605                 return false;
1606         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1607                 return true;
1608         return false;
1609
1610 }
1611 #if MAX_NUMNODES > 1
1612
1613 /*
1614  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1615  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1616  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1617  *
1618  */
1619 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1620 {
1621         int nid;
1622         /*
1623          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1624          * pagein/pageout changes since the last update.
1625          */
1626         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1627                 return;
1628         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1629                 return;
1630
1631         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1632         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1633
1634         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1635
1636                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1637                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1638         }
1639
1640         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1641         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1646  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1647  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1648  *
1649  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1650  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1651  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1652  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1653  *
1654  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1655  */
1656 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1657 {
1658         int node;
1659
1660         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1661         node = memcg->last_scanned_node;
1662
1663         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1664         if (node == MAX_NUMNODES)
1665                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1666         /*
1667          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1668          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1669          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1670          * we use curret node.
1671          */
1672         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1673                 node = numa_node_id();
1674
1675         memcg->last_scanned_node = node;
1676         return node;
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1681  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1682  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1683  * enough new information. We need to do double check.
1684  */
1685 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1686 {
1687         int nid;
1688
1689         /*
1690          * quick check...making use of scan_node.
1691          * We can skip unused nodes.
1692          */
1693         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1694                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1695                      nid < MAX_NUMNODES;
1696                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1697
1698                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1699                                 return true;
1700                 }
1701         }
1702         /*
1703          * Check rest of nodes.
1704          */
1705         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1706                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1707                         continue;
1708                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1709                         return true;
1710         }
1711         return false;
1712 }
1713
1714 #else
1715 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1716 {
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1721 {
1722         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1723 }
1724 #endif
1725
1726 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1727                                    struct zone *zone,
1728                                    gfp_t gfp_mask,
1729                                    unsigned long *total_scanned)
1730 {
1731         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1732         int total = 0;
1733         int loop = 0;
1734         unsigned long excess;
1735         unsigned long nr_scanned;
1736         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1737                 .zone = zone,
1738                 .priority = 0,
1739         };
1740
1741         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1742
1743         while (1) {
1744                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1745                 if (!victim) {
1746                         loop++;
1747                         if (loop >= 2) {
1748                                 /*
1749                                  * If we have not been able to reclaim
1750                                  * anything, it might because there are
1751                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1752                                  */
1753                                 if (!total)
1754                                         break;
1755                                 /*
1756                                  * We want to do more targeted reclaim.
1757                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1758                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1759                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1760                                  */
1761                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1762                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1763                                         break;
1764                         }
1765                         continue;
1766                 }
1767                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1768                         continue;
1769                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1770                                                      zone, &nr_scanned);
1771                 *total_scanned += nr_scanned;
1772                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1773                         break;
1774         }
1775         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1776         return total;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1781  * If someone is running, return false.
1782  * Has to be called with memcg_oom_lock
1783  */
1784 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1785 {
1786         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1787
1788         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1789                 if (iter->oom_lock) {
1790                         /*
1791                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1792                          * so we cannot give a lock.
1793                          */
1794                         failed = iter;
1795                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1796                         break;
1797                 } else
1798                         iter->oom_lock = true;
1799         }
1800
1801         if (!failed)
1802                 return true;
1803
1804         /*
1805          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1806          * what we set up to the failing subtree
1807          */
1808         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1809                 if (iter == failed) {
1810                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1811                         break;
1812                 }
1813                 iter->oom_lock = false;
1814         }
1815         return false;
1816 }
1817
1818 /*
1819  * Has to be called with memcg_oom_lock
1820  */
1821 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1822 {
1823         struct mem_cgroup *iter;
1824
1825         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1826                 iter->oom_lock = false;
1827         return 0;
1828 }
1829
1830 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1831 {
1832         struct mem_cgroup *iter;
1833
1834         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1835                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1836 }
1837
1838 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1839 {
1840         struct mem_cgroup *iter;
1841
1842         /*
1843          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1844          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1845          * atomic_add_unless() here.
1846          */
1847         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1848                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1849 }
1850
1851 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1852 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1853
1854 struct oom_wait_info {
1855         struct mem_cgroup *mem;
1856         wait_queue_t    wait;
1857 };
1858
1859 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1860         unsigned mode, int sync, void *arg)
1861 {
1862         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg,
1863                           *oom_wait_memcg;
1864         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1865
1866         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1867         oom_wait_memcg = oom_wait_info->mem;
1868
1869         /*
1870          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1871          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1872          */
1873         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1874                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1875                 return 0;
1876         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1877 }
1878
1879 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1880 {
1881         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1882         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1883 }
1884
1885 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1886 {
1887         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1888                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1889 }
1890
1891 /*
1892  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1893  */
1894 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask)
1895 {
1896         struct oom_wait_info owait;
1897         bool locked, need_to_kill;
1898
1899         owait.mem = memcg;
1900         owait.wait.flags = 0;
1901         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1902         owait.wait.private = current;
1903         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1904         need_to_kill = true;
1905         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1906
1907         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1908         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1909         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1910         /*
1911          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1912          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1913          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1914          */
1915         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1916         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1917                 need_to_kill = false;
1918         if (locked)
1919                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1920         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1921
1922         if (need_to_kill) {
1923                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1924                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask);
1925         } else {
1926                 schedule();
1927                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1928         }
1929         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1930         if (locked)
1931                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1932         memcg_wakeup_oom(memcg);
1933         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1934
1935         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1936
1937         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1938                 return false;
1939         /* Give chance to dying process */
1940         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1941         return true;
1942 }
1943
1944 /*
1945  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1946  * generalized to update other statistics as well.
1947  *
1948  * Notes: Race condition
1949  *
1950  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1951  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1952  * to do so _always_.
1953  *
1954  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1955  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1956  * are no race with "charge".
1957  *
1958  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1959  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1960  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1961  * by flags.
1962  *
1963  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1964  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1965  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1966  */
1967
1968 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1969                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1970 {
1971         struct mem_cgroup *memcg;
1972         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1973         bool need_unlock = false;
1974         unsigned long uninitialized_var(flags);
1975
1976         if (unlikely(!pc))
1977                 return;
1978
1979         rcu_read_lock();
1980         memcg = pc->mem_cgroup;
1981         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1982                 goto out;
1983         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1984         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg)) || PageTransHuge(page)) {
1985                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1986                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1987                 need_unlock = true;
1988                 memcg = pc->mem_cgroup;
1989                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1990                         goto out;
1991         }
1992
1993         switch (idx) {
1994         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1995                 if (val > 0)
1996                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1997                 else if (!page_mapped(page))
1998                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1999                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
2000                 break;
2001         default:
2002                 BUG();
2003         }
2004
2005         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
2006
2007 out:
2008         if (unlikely(need_unlock))
2009                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2010         rcu_read_unlock();
2011         return;
2012 }
2013 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
2014
2015 /*
2016  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2017  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2018  */
2019 #define CHARGE_BATCH    32U
2020 struct memcg_stock_pcp {
2021         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2022         unsigned int nr_pages;
2023         struct work_struct work;
2024         unsigned long flags;
2025 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2026 };
2027 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2028 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2029
2030 /*
2031  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2032  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2033  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2034  * refilled.
2035  */
2036 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2037 {
2038         struct memcg_stock_pcp *stock;
2039         bool ret = true;
2040
2041         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2042         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2043                 stock->nr_pages--;
2044         else /* need to call res_counter_charge */
2045                 ret = false;
2046         put_cpu_var(memcg_stock);
2047         return ret;
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2052  */
2053 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2054 {
2055         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2056
2057         if (stock->nr_pages) {
2058                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2059
2060                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2061                 if (do_swap_account)
2062                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2063                 stock->nr_pages = 0;
2064         }
2065         stock->cached = NULL;
2066 }
2067
2068 /*
2069  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2070  * a thread which is pinned to local cpu.
2071  */
2072 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2073 {
2074         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2075         drain_stock(stock);
2076         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2077 }
2078
2079 /*
2080  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2081  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2082  */
2083 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2084 {
2085         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2086
2087         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2088                 drain_stock(stock);
2089                 stock->cached = memcg;
2090         }
2091         stock->nr_pages += nr_pages;
2092         put_cpu_var(memcg_stock);
2093 }
2094
2095 /*
2096  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2097  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2098  * until the work is done.
2099  */
2100 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2101 {
2102         int cpu, curcpu;
2103
2104         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2105         get_online_cpus();
2106         curcpu = get_cpu();
2107         for_each_online_cpu(cpu) {
2108                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2109                 struct mem_cgroup *memcg;
2110
2111                 memcg = stock->cached;
2112                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2113                         continue;
2114                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2115                         continue;
2116                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2117                         if (cpu == curcpu)
2118                                 drain_local_stock(&stock->work);
2119                         else
2120                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2121                 }
2122         }
2123         put_cpu();
2124
2125         if (!sync)
2126                 goto out;
2127
2128         for_each_online_cpu(cpu) {
2129                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2130                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2131                         flush_work(&stock->work);
2132         }
2133 out:
2134         put_online_cpus();
2135 }
2136
2137 /*
2138  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2139  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2140  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2141  * it.
2142  */
2143 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2144 {
2145         /*
2146          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2147          */
2148         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2149                 return;
2150         drain_all_stock(root_memcg, false);
2151         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2152 }
2153
2154 /* This is a synchronous drain interface. */
2155 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2156 {
2157         /* called when force_empty is called */
2158         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2159         drain_all_stock(root_memcg, true);
2160         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2161 }
2162
2163 /*
2164  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2165  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2166  */
2167 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2168 {
2169         int i;
2170
2171         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2172         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2173                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2174
2175                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2176                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2177         }
2178         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2179                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2180
2181                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2182                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2183         }
2184         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2185         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2186         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2187 }
2188
2189 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2190 {
2191         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2192
2193         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2194         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2195         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2196 }
2197
2198 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2199                                         unsigned long action,
2200                                         void *hcpu)
2201 {
2202         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2203         struct memcg_stock_pcp *stock;
2204         struct mem_cgroup *iter;
2205
2206         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2207                 for_each_mem_cgroup(iter)
2208                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2209                 return NOTIFY_OK;
2210         }
2211
2212         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2213                 return NOTIFY_OK;
2214
2215         for_each_mem_cgroup(iter)
2216                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2217
2218         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2219         drain_stock(stock);
2220         return NOTIFY_OK;
2221 }
2222
2223
2224 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2225 enum {
2226         CHARGE_OK,              /* success */
2227         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2228         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2229         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2230         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2231 };
2232
2233 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2234                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2235 {
2236         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2237         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2238         struct res_counter *fail_res;
2239         unsigned long flags = 0;
2240         int ret;
2241
2242         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2243
2244         if (likely(!ret)) {
2245                 if (!do_swap_account)
2246                         return CHARGE_OK;
2247                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2248                 if (likely(!ret))
2249                         return CHARGE_OK;
2250
2251                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2252                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2253                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2254         } else
2255                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2256         /*
2257          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2258          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2259          *
2260          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2261          * single page instead.
2262          */
2263         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2264                 return CHARGE_RETRY;
2265
2266         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2267                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2268
2269         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2270         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2271                 return CHARGE_RETRY;
2272         /*
2273          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2274          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2275          * before killing the task.
2276          *
2277          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2278          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2279          * to regular pages anyway in case of failure.
2280          */
2281         if (nr_pages == 1 && ret)
2282                 return CHARGE_RETRY;
2283
2284         /*
2285          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2286          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2287          */
2288         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2289                 return CHARGE_RETRY;
2290
2291         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2292         if (!oom_check)
2293                 return CHARGE_NOMEM;
2294         /* check OOM */
2295         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2296                 return CHARGE_OOM_DIE;
2297
2298         return CHARGE_RETRY;
2299 }
2300
2301 /*
2302  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2303  * oom-killer can be invoked.
2304  */
2305 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2306                                    gfp_t gfp_mask,
2307                                    unsigned int nr_pages,
2308                                    struct mem_cgroup **ptr,
2309                                    bool oom)
2310 {
2311         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2312         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2313         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2314         int ret;
2315
2316         /*
2317          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2318          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2319          * MEMDIE process.
2320          */
2321         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2322                      || fatal_signal_pending(current)))
2323                 goto bypass;
2324
2325         /*
2326          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2327          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2328          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2329          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2330          */
2331         if (!*ptr && !mm)
2332                 goto bypass;
2333 again:
2334         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2335                 memcg = *ptr;
2336                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2337                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2338                         goto done;
2339                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2340                         goto done;
2341                 css_get(&memcg->css);
2342         } else {
2343                 struct task_struct *p;
2344
2345                 rcu_read_lock();
2346                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2347                 /*
2348                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2349                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2350                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2351                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2352                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2353                  * small race, here.
2354                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2355                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2356                  */
2357                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2358                 if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2359                         rcu_read_unlock();
2360                         goto done;
2361                 }
2362                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2363                         /*
2364                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2365                          * But considering how consume_stok works, it's not
2366                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2367                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2368                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2369                          * calling consume_stock().
2370                          */
2371                         rcu_read_unlock();
2372                         goto done;
2373                 }
2374                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2375                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2376                         rcu_read_unlock();
2377                         goto again;
2378                 }
2379                 rcu_read_unlock();
2380         }
2381
2382         do {
2383                 bool oom_check;
2384
2385                 /* If killed, bypass charge */
2386                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2387                         css_put(&memcg->css);
2388                         goto bypass;
2389                 }
2390
2391                 oom_check = false;
2392                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2393                         oom_check = true;
2394                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2395                 }
2396
2397                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2398                 switch (ret) {
2399                 case CHARGE_OK:
2400                         break;
2401                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2402                         batch = nr_pages;
2403                         css_put(&memcg->css);
2404                         memcg = NULL;
2405                         goto again;
2406                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2407                         css_put(&memcg->css);
2408                         goto nomem;
2409                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2410                         if (!oom) {
2411                                 css_put(&memcg->css);
2412                                 goto nomem;
2413                         }
2414                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2415                         nr_oom_retries--;
2416                         break;
2417                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2418                         css_put(&memcg->css);
2419                         goto bypass;
2420                 }
2421         } while (ret != CHARGE_OK);
2422
2423         if (batch > nr_pages)
2424                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2425         css_put(&memcg->css);
2426 done:
2427         *ptr = memcg;
2428         return 0;
2429 nomem:
2430         *ptr = NULL;
2431         return -ENOMEM;
2432 bypass:
2433         *ptr = NULL;
2434         return 0;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2439  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2440  * gotten by try_charge().
2441  */
2442 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2443                                        unsigned int nr_pages)
2444 {
2445         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2446                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2447
2448                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2449                 if (do_swap_account)
2450                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2451         }
2452 }
2453
2454 /*
2455  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2456  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2457  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2458  * memcg.)
2459  */
2460 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2461 {
2462         struct cgroup_subsys_state *css;
2463
2464         /* ID 0 is unused ID */
2465         if (!id)
2466                 return NULL;
2467         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2468         if (!css)
2469                 return NULL;
2470         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2471 }
2472
2473 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2474 {
2475         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2476         struct page_cgroup *pc;
2477         unsigned short id;
2478         swp_entry_t ent;
2479
2480         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2481
2482         pc = lookup_page_cgroup(page);
2483         lock_page_cgroup(pc);
2484         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2485                 memcg = pc->mem_cgroup;
2486                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2487                         memcg = NULL;
2488         } else if (PageSwapCache(page)) {
2489                 ent.val = page_private(page);
2490                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2491                 rcu_read_lock();
2492                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2493                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2494                         memcg = NULL;
2495                 rcu_read_unlock();
2496         }
2497         unlock_page_cgroup(pc);
2498         return memcg;
2499 }
2500
2501 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2502                                        struct page *page,
2503                                        unsigned int nr_pages,
2504                                        struct page_cgroup *pc,
2505                                        enum charge_type ctype)
2506 {
2507         lock_page_cgroup(pc);
2508         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2509                 unlock_page_cgroup(pc);
2510                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2511                 return;
2512         }
2513         /*
2514          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2515          * accessed by any other context at this point.
2516          */
2517         pc->mem_cgroup = memcg;
2518         /*
2519          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2520          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2521          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2522          * before USED bit, we need memory barrier here.
2523          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2524          */
2525         smp_wmb();
2526         switch (ctype) {
2527         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2528         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2529                 SetPageCgroupCache(pc);
2530                 SetPageCgroupUsed(pc);
2531                 break;
2532         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2533                 ClearPageCgroupCache(pc);
2534                 SetPageCgroupUsed(pc);
2535                 break;
2536         default:
2537                 break;
2538         }
2539
2540         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2541         unlock_page_cgroup(pc);
2542         /*
2543          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2544          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2545          * if they exceeds softlimit.
2546          */
2547         memcg_check_events(memcg, page);
2548 }
2549
2550 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2551
2552 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2553                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2554 /*
2555  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2556  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2557  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2558  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2559  */
2560 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2561 {
2562         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2563         struct page_cgroup *pc;
2564         int i;
2565
2566         if (mem_cgroup_disabled())
2567                 return;
2568         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2569                 pc = head_pc + i;
2570                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2571                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2572                 /*
2573                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2574                  * page to LRU by generic call and our hooks will be called.
2575                  */
2576                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2577         }
2578
2579         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2580                 enum lru_list lru;
2581                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2582                 /*
2583                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2584                  */
2585                 lru = page_lru(head);
2586                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2587                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= HPAGE_PMD_NR - 1;
2588         }
2589 }
2590 #endif
2591
2592 /**
2593  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2594  * @page: the page
2595  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2596  * @pc: page_cgroup of the page.
2597  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2598  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2599  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2600  *
2601  * The caller must confirm following.
2602  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2603  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2604  *
2605  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2606  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2607  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2608  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2609  */
2610 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2611                                    unsigned int nr_pages,
2612                                    struct page_cgroup *pc,
2613                                    struct mem_cgroup *from,
2614                                    struct mem_cgroup *to,
2615                                    bool uncharge)
2616 {
2617         unsigned long flags;
2618         int ret;
2619
2620         VM_BUG_ON(from == to);
2621         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2622         /*
2623          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2624          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2625          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2626          * hold it.
2627          */
2628         ret = -EBUSY;
2629         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2630                 goto out;
2631
2632         lock_page_cgroup(pc);
2633
2634         ret = -EINVAL;
2635         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2636                 goto unlock;
2637
2638         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2639
2640         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2641                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2642                 preempt_disable();
2643                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2644                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2645                 preempt_enable();
2646         }
2647         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2648         if (uncharge)
2649                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2650                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2651
2652         /* caller should have done css_get */
2653         pc->mem_cgroup = to;
2654         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2655         /*
2656          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2657          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2658          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2659          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2660          * status here.
2661          */
2662         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2663         ret = 0;
2664 unlock:
2665         unlock_page_cgroup(pc);
2666         /*
2667          * check events
2668          */
2669         memcg_check_events(to, page);
2670         memcg_check_events(from, page);
2671 out:
2672         return ret;
2673 }
2674
2675 /*
2676  * move charges to its parent.
2677  */
2678
2679 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2680                                   struct page_cgroup *pc,
2681                                   struct mem_cgroup *child,
2682                                   gfp_t gfp_mask)
2683 {
2684         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2685         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2686         struct mem_cgroup *parent;
2687         unsigned int nr_pages;
2688         unsigned long uninitialized_var(flags);
2689         int ret;
2690
2691         /* Is ROOT ? */
2692         if (!pcg)
2693                 return -EINVAL;
2694
2695         ret = -EBUSY;
2696         if (!get_page_unless_zero(page))
2697                 goto out;
2698         if (isolate_lru_page(page))
2699                 goto put;
2700
2701         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2702
2703         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2704         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2705         if (ret || !parent)
2706                 goto put_back;
2707
2708         if (nr_pages > 1)
2709                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2710
2711         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2712         if (ret)
2713                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2714
2715         if (nr_pages > 1)
2716                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2717 put_back:
2718         putback_lru_page(page);
2719 put:
2720         put_page(page);
2721 out:
2722         return ret;
2723 }
2724
2725 /*
2726  * Charge the memory controller for page usage.
2727  * Return
2728  * 0 if the charge was successful
2729  * < 0 if the cgroup is over its limit
2730  */
2731 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2732                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2733 {
2734         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2735         unsigned int nr_pages = 1;
2736         struct page_cgroup *pc;
2737         bool oom = true;
2738         int ret;
2739
2740         if (PageTransHuge(page)) {
2741                 nr_pages <<= compound_order(page);
2742                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2743                 /*
2744                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2745                  * fault handler will fall back to regular pages.
2746                  */
2747                 oom = false;
2748         }
2749
2750         pc = lookup_page_cgroup(page);
2751         BUG_ON(!pc); /* XXX: remove this and move pc lookup into commit */
2752
2753         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2754         if (ret || !memcg)
2755                 return ret;
2756
2757         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype);
2758         return 0;
2759 }
2760
2761 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2762                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2763 {
2764         if (mem_cgroup_disabled())
2765                 return 0;
2766         /*
2767          * If already mapped, we don't have to account.
2768          * If page cache, page->mapping has address_space.
2769          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2770          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2771          * is NULL.
2772          */
2773         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2774                 return 0;
2775         if (unlikely(!mm))
2776                 mm = &init_mm;
2777         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2778                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2779 }
2780
2781 static void
2782 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2783                                         enum charge_type ctype);
2784
2785 static void
2786 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2787                                         enum charge_type ctype)
2788 {
2789         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2790         /*
2791          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2792          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2793          * LRU. Take care of it.
2794          */
2795         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2796         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
2797         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2798         return;
2799 }
2800
2801 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2802                                 gfp_t gfp_mask)
2803 {
2804         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2805         int ret;
2806
2807         if (mem_cgroup_disabled())
2808                 return 0;
2809         if (PageCompound(page))
2810                 return 0;
2811
2812         if (unlikely(!mm))
2813                 mm = &init_mm;
2814
2815         if (page_is_file_cache(page)) {
2816                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &memcg, true);
2817                 if (ret || !memcg)
2818                         return ret;
2819
2820                 /*
2821                  * FUSE reuses pages without going through the final
2822                  * put that would remove them from the LRU list, make
2823                  * sure that they get relinked properly.
2824                  */
2825                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg,
2826                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2827                 return ret;
2828         }
2829         /* shmem */
2830         if (PageSwapCache(page)) {
2831                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2832                 if (!ret)
2833                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2834                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2835         } else
2836                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2837                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2838
2839         return ret;
2840 }
2841
2842 /*
2843  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2844  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2845  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2846  * "commit()" or removed by "cancel()"
2847  */
2848 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2849                                  struct page *page,
2850                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
2851 {
2852         struct mem_cgroup *memcg;
2853         int ret;
2854
2855         *ptr = NULL;
2856
2857         if (mem_cgroup_disabled())
2858                 return 0;
2859
2860         if (!do_swap_account)
2861                 goto charge_cur_mm;
2862         /*
2863          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2864          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2865          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2866          * KSM case which does need to charge the page.
2867          */
2868         if (!PageSwapCache(page))
2869                 goto charge_cur_mm;
2870         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2871         if (!memcg)
2872                 goto charge_cur_mm;
2873         *ptr = memcg;
2874         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, ptr, true);
2875         css_put(&memcg->css);
2876         return ret;
2877 charge_cur_mm:
2878         if (unlikely(!mm))
2879                 mm = &init_mm;
2880         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, ptr, true);
2881 }
2882
2883 static void
2884 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2885                                         enum charge_type ctype)
2886 {
2887         if (mem_cgroup_disabled())
2888                 return;
2889         if (!ptr)
2890                 return;
2891         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
2892
2893         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, ptr, ctype);
2894         /*
2895          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2896          * counted both as mem and swap....double count.
2897          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2898          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2899          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2900          */
2901         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2902                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2903                 unsigned short id;
2904                 struct mem_cgroup *memcg;
2905
2906                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2907                 rcu_read_lock();
2908                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2909                 if (memcg) {
2910                         /*
2911                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2912                          * calling css_tryget
2913                          */
2914                         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2915                                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2916                         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2917                         mem_cgroup_put(memcg);
2918                 }
2919                 rcu_read_unlock();
2920         }
2921         /*
2922          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2923          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2924          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2925          */
2926         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
2927 }
2928
2929 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
2930 {
2931         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
2932                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2933 }
2934
2935 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2936 {
2937         if (mem_cgroup_disabled())
2938                 return;
2939         if (!memcg)
2940                 return;
2941         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2942 }
2943
2944 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2945                                    unsigned int nr_pages,
2946                                    const enum charge_type ctype)
2947 {
2948         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2949         bool uncharge_memsw = true;
2950
2951         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2952         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2953                 uncharge_memsw = false;
2954
2955         batch = &current->memcg_batch;
2956         /*
2957          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2958          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2959          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2960          */
2961         if (!batch->memcg)
2962                 batch->memcg = memcg;
2963         /*
2964          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2965          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2966          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2967          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2968          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2969          */
2970
2971         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2972                 goto direct_uncharge;
2973
2974         if (nr_pages > 1)
2975                 goto direct_uncharge;
2976
2977         /*
2978          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2979          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2980          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2981          */
2982         if (batch->memcg != memcg)
2983                 goto direct_uncharge;
2984         /* remember freed charge and uncharge it later */
2985         batch->nr_pages++;
2986         if (uncharge_memsw)
2987                 batch->memsw_nr_pages++;
2988         return;
2989 direct_uncharge:
2990         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2991         if (uncharge_memsw)
2992                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2993         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2994                 memcg_oom_recover(memcg);
2995         return;
2996 }
2997
2998 /*
2999  * uncharge if !page_mapped(page)
3000  */
3001 static struct mem_cgroup *
3002 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
3003 {
3004         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3005         unsigned int nr_pages = 1;
3006         struct page_cgroup *pc;
3007
3008         if (mem_cgroup_disabled())
3009                 return NULL;
3010
3011         if (PageSwapCache(page))
3012                 return NULL;
3013
3014         if (PageTransHuge(page)) {
3015                 nr_pages <<= compound_order(page);
3016                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3017         }
3018         /*
3019          * Check if our page_cgroup is valid
3020          */
3021         pc = lookup_page_cgroup(page);
3022         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
3023                 return NULL;
3024
3025         lock_page_cgroup(pc);
3026
3027         memcg = pc->mem_cgroup;
3028
3029         if (!PageCgroupUsed(pc))
3030                 goto unlock_out;
3031
3032         switch (ctype) {
3033         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
3034         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3035                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3036                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3037                         goto unlock_out;
3038                 break;
3039         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3040                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3041                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3042                                 goto unlock_out;
3043                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3044                                 goto unlock_out;
3045                 break;
3046         default:
3047                 break;
3048         }
3049
3050         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
3051
3052         ClearPageCgroupUsed(pc);
3053         /*
3054          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3055          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3056          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3057          * special functions.
3058          */
3059
3060         unlock_page_cgroup(pc);
3061         /*
3062          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3063          * will never be freed.
3064          */
3065         memcg_check_events(memcg, page);
3066         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3067                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3068                 mem_cgroup_get(memcg);
3069         }
3070         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3071                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3072
3073         return memcg;
3074
3075 unlock_out:
3076         unlock_page_cgroup(pc);
3077         return NULL;
3078 }
3079
3080 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3081 {
3082         /* early check. */
3083         if (page_mapped(page))
3084                 return;
3085         if (page->mapping && !PageAnon(page))
3086                 return;
3087         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3088 }
3089
3090 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3091 {
3092         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3093         VM_BUG_ON(page->mapping);
3094         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3099  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3100  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3101  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3102  * This may be called prural(2) times in a context,
3103  */
3104
3105 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3106 {
3107         current->memcg_batch.do_batch++;
3108         /* We can do nest. */
3109         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3110                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3111                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3112                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3113         }
3114 }
3115
3116 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3117 {
3118         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3119
3120         if (!batch->do_batch)
3121                 return;
3122
3123         batch->do_batch--;
3124         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3125                 return;
3126
3127         if (!batch->memcg)
3128                 return;
3129         /*
3130          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3131          * bacause we hide charges behind us.
3132          */
3133         if (batch->nr_pages)
3134                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3135                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3136         if (batch->memsw_nr_pages)
3137                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3138                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3139         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3140         /* forget this pointer (for sanity check) */
3141         batch->memcg = NULL;
3142 }
3143
3144 #ifdef CONFIG_SWAP
3145 /*
3146  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3147  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3148  */
3149 void
3150 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3151 {
3152         struct mem_cgroup *memcg;
3153         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3154
3155         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3156                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3157
3158         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3159
3160         /*
3161          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3162          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3163          */
3164         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3165                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3166 }
3167 #endif
3168
3169 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3170 /*
3171  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3172  * uncharge "memsw" account.
3173  */
3174 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3175 {
3176         struct mem_cgroup *memcg;
3177         unsigned short id;
3178
3179         if (!do_swap_account)
3180                 return;
3181
3182         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3183         rcu_read_lock();
3184         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3185         if (memcg) {
3186                 /*
3187                  * We uncharge this because swap is freed.
3188                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3189                  */
3190                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3191                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3192                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3193                 mem_cgroup_put(memcg);
3194         }
3195         rcu_read_unlock();
3196 }
3197
3198 /**
3199  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3200  * @entry: swap entry to be moved
3201  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3202  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3203  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3204  *
3205  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3206  * as the mem_cgroup's id of @from.
3207  *
3208  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3209  *
3210  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3211  * both res and memsw, and called css_get().
3212  */
3213 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3214                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3215 {
3216         unsigned short old_id, new_id;
3217
3218         old_id = css_id(&from->css);
3219         new_id = css_id(&to->css);
3220
3221         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3222                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3223                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3224                 /*
3225                  * This function is only called from task migration context now.
3226                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3227                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3228                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3229                  * because if the process that has been moved to @to does
3230                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3231                  */
3232                 mem_cgroup_get(to);
3233                 if (need_fixup) {
3234                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3235                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3236                         mem_cgroup_put(from);
3237                         /*
3238                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3239                          * uncharge to->res.
3240                          */
3241                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3242                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3243                 }
3244                 return 0;
3245         }
3246         return -EINVAL;
3247 }
3248 #else
3249 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3250                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3251 {
3252         return -EINVAL;
3253 }
3254 #endif
3255
3256 /*
3257  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3258  * page belongs to.
3259  */
3260 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3261         struct page *newpage, struct mem_cgroup **ptr, gfp_t gfp_mask)
3262 {
3263         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3264         struct page_cgroup *pc;
3265         enum charge_type ctype;
3266         int ret = 0;
3267
3268         *ptr = NULL;
3269
3270         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3271         if (mem_cgroup_disabled())
3272                 return 0;
3273
3274         pc = lookup_page_cgroup(page);
3275         lock_page_cgroup(pc);
3276         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3277                 memcg = pc->mem_cgroup;
3278                 css_get(&memcg->css);
3279                 /*
3280                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3281                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3282                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3283                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3284                  * until end_migration() is called
3285                  *
3286                  * Corner Case Thinking
3287                  * A)
3288                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3289                  * while migration was ongoing.
3290                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3291                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3292                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3293                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3294                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3295                  *
3296                  * B)
3297                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3298                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3299                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3300                  * without charging it again.
3301                  *
3302                  * C)
3303                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3304                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3305                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3306                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3307                  */
3308                 if (PageAnon(page))
3309                         SetPageCgroupMigration(pc);
3310         }
3311         unlock_page_cgroup(pc);
3312         /*
3313          * If the page is not charged at this point,
3314          * we return here.
3315          */
3316         if (!memcg)
3317                 return 0;
3318
3319         *ptr = memcg;
3320         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, ptr, false);
3321         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3322         if (ret || *ptr == NULL) {
3323                 if (PageAnon(page)) {
3324                         lock_page_cgroup(pc);
3325                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3326                         unlock_page_cgroup(pc);
3327                         /*
3328                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3329                          */
3330                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3331                 }
3332                 return -ENOMEM;
3333         }
3334         /*
3335          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3336          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3337          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3338          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3339          */
3340         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3341         if (PageAnon(page))
3342                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3343         else if (page_is_file_cache(page))
3344                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3345         else
3346                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3347         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
3348         return ret;
3349 }
3350
3351 /* remove redundant charge if migration failed*/
3352 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3353         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3354 {
3355         struct page *used, *unused;
3356         struct page_cgroup *pc;
3357
3358         if (!memcg)
3359                 return;
3360         /* blocks rmdir() */
3361         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3362         if (!migration_ok) {
3363                 used = oldpage;
3364                 unused = newpage;
3365         } else {
3366                 used = newpage;
3367                 unused = oldpage;
3368         }
3369         /*
3370          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3371          * of the page goes down to zero, temporarly.
3372          * Clear the flag and check the page should be charged.
3373          */
3374         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3375         lock_page_cgroup(pc);
3376         ClearPageCgroupMigration(pc);
3377         unlock_page_cgroup(pc);
3378
3379         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3380
3381         /*
3382          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3383          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3384          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3385          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3386          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3387          * check. (see prepare_charge() also)
3388          */
3389         if (PageAnon(used))
3390                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3391         /*
3392          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3393          * tasks.
3394          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3395          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3396          */
3397         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3398 }
3399
3400 /*
3401  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3402  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3403  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3404  */
3405 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3406                                   struct page *newpage)
3407 {
3408         struct mem_cgroup *memcg;
3409         struct page_cgroup *pc;
3410         struct zone *zone;
3411         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3412         unsigned long flags;
3413
3414         if (mem_cgroup_disabled())
3415                 return;
3416
3417         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3418         /* fix accounting on old pages */
3419         lock_page_cgroup(pc);
3420         memcg = pc->mem_cgroup;
3421         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3422         ClearPageCgroupUsed(pc);
3423         unlock_page_cgroup(pc);
3424
3425         if (PageSwapBacked(oldpage))
3426                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3427
3428         zone = page_zone(newpage);
3429         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3430         /*
3431          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3432          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3433          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3434          */
3435         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3436         if (PageLRU(newpage))
3437                 del_page_from_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3438         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, pc, type);
3439         if (PageLRU(newpage))
3440                 add_page_to_lru_list(zone, newpage, page_lru(newpage));
3441         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3442 }
3443
3444 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3445 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3446 {
3447         struct page_cgroup *pc;
3448
3449         pc = lookup_page_cgroup(page);
3450         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3451                 return pc;
3452         return NULL;
3453 }
3454
3455 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3456 {
3457         if (mem_cgroup_disabled())
3458                 return false;
3459
3460         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3461 }
3462
3463 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3464 {
3465         struct page_cgroup *pc;
3466
3467         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3468         if (pc) {
3469                 int ret = -1;
3470                 char *path;
3471
3472                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3473                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3474
3475                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3476                 if (path) {
3477                         rcu_read_lock();
3478                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3479                                                         path, PATH_MAX);
3480                         rcu_read_unlock();
3481                 }
3482
3483                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3484                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3485                 kfree(path);
3486         }
3487 }
3488 #endif
3489
3490 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3491
3492 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3493                                 unsigned long long val)
3494 {
3495         int retry_count;
3496         u64 memswlimit, memlimit;
3497         int ret = 0;
3498         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3499         u64 curusage, oldusage;
3500         int enlarge;
3501
3502         /*
3503          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3504          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3505          * of # of children which we should visit in this loop.
3506          */
3507         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3508
3509         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3510
3511         enlarge = 0;
3512         while (retry_count) {
3513                 if (signal_pending(current)) {
3514                         ret = -EINTR;
3515                         break;
3516                 }
3517                 /*
3518                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3519                  * open coded manner. You see what this really does.
3520                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3521                  */
3522                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3523                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3524                 if (memswlimit < val) {
3525                         ret = -EINVAL;
3526                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3527                         break;
3528                 }
3529
3530                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3531                 if (memlimit < val)
3532                         enlarge = 1;
3533
3534                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3535                 if (!ret) {
3536                         if (memswlimit == val)
3537                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3538                         else
3539                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3540                 }
3541                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3542
3543                 if (!ret)
3544                         break;
3545
3546                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3547                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3548                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3549                 /* Usage is reduced ? */
3550                 if (curusage >= oldusage)
3551                         retry_count--;
3552                 else
3553                         oldusage = curusage;
3554         }
3555         if (!ret && enlarge)
3556                 memcg_oom_recover(memcg);
3557
3558         return ret;
3559 }
3560
3561 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3562                                         unsigned long long val)
3563 {
3564         int retry_count;
3565         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3566         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3567         int ret = -EBUSY;
3568         int enlarge = 0;
3569
3570         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3571         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3572         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3573         while (retry_count) {
3574                 if (signal_pending(current)) {
3575                         ret = -EINTR;
3576                         break;
3577                 }
3578                 /*
3579                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3580                  * open coded manner. You see what this really does.
3581                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3582                  */
3583                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3584                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3585                 if (memlimit > val) {
3586                         ret = -EINVAL;
3587                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3588                         break;
3589                 }
3590                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3591                 if (memswlimit < val)
3592                         enlarge = 1;
3593                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3594                 if (!ret) {
3595                         if (memlimit == val)
3596                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3597                         else
3598                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3599                 }
3600                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3601
3602                 if (!ret)
3603                         break;
3604
3605                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3606                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3607                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3608                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3609                 /* Usage is reduced ? */
3610                 if (curusage >= oldusage)
3611                         retry_count--;
3612                 else
3613                         oldusage = curusage;
3614         }
3615         if (!ret && enlarge)
3616                 memcg_oom_recover(memcg);
3617         return ret;
3618 }
3619
3620 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3621                                             gfp_t gfp_mask,
3622                                             unsigned long *total_scanned)
3623 {
3624         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3625         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3626         unsigned long reclaimed;
3627         int loop = 0;
3628         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3629         unsigned long long excess;
3630         unsigned long nr_scanned;
3631
3632         if (order > 0)
3633                 return 0;
3634
3635         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3636         /*
3637          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3638          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3639          * pressure
3640          */
3641         do {
3642                 if (next_mz)
3643                         mz = next_mz;
3644                 else
3645                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3646                 if (!mz)
3647                         break;
3648
3649                 nr_scanned = 0;
3650                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->mem, zone,
3651                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3652                 nr_reclaimed += reclaimed;
3653                 *total_scanned += nr_scanned;
3654                 spin_lock(&mctz->lock);
3655
3656                 /*
3657                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3658                  * it is time to move on to the next cgroup
3659                  */
3660                 next_mz = NULL;
3661                 if (!reclaimed) {
3662                         do {
3663                                 /*
3664                                  * Loop until we find yet another one.
3665                                  *
3666                                  * By the time we get the soft_limit lock
3667                                  * again, someone might have aded the
3668                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3669                                  * make sure we get a different mem.
3670                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3671                                  * NULL if no other cgroup is present on
3672                                  * the tree
3673                                  */
3674                                 next_mz =
3675                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3676                                 if (next_mz == mz)
3677                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3678                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3679                                         break;
3680                         } while (1);
3681                 }
3682                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3683                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3684                 /*
3685                  * One school of thought says that we should not add
3686                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3687                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3688                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3689                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3690                  * term TODO.
3691                  */
3692                 /* If excess == 0, no tree ops */
3693                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3694                 spin_unlock(&mctz->lock);
3695                 css_put(&mz->mem->css);
3696                 loop++;
3697                 /*
3698                  * Could not reclaim anything and there are no more
3699                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3700                  * reclaiming anything.
3701                  */
3702                 if (!nr_reclaimed &&
3703                         (next_mz == NULL ||
3704                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3705                         break;
3706         } while (!nr_reclaimed);
3707         if (next_mz)
3708                 css_put(&next_mz->mem->css);
3709         return nr_reclaimed;
3710 }
3711
3712 /*
3713  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3714  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3715  */
3716 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3717                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3718 {
3719         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3720         unsigned long flags, loop;
3721         struct list_head *list;
3722         struct page *busy;
3723         struct zone *zone;
3724         int ret = 0;
3725
3726         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3727         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3728         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3729
3730         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3731         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3732         loop += 256;
3733         busy = NULL;
3734         while (loop--) {
3735                 struct page_cgroup *pc;
3736                 struct page *page;
3737
3738                 ret = 0;
3739                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3740                 if (list_empty(list)) {
3741                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3742                         break;
3743                 }
3744                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3745                 if (busy == page) {
3746                         list_move(&page->lru, list);
3747                         busy = NULL;
3748                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3749                         continue;
3750                 }
3751                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3752
3753                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3754
3755                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3756                 if (ret == -ENOMEM)
3757                         break;
3758
3759                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3760                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3761                         busy = page;
3762                         cond_resched();
3763                 } else
3764                         busy = NULL;
3765         }
3766
3767         if (!ret && !list_empty(list))
3768                 return -EBUSY;
3769         return ret;
3770 }
3771
3772 /*
3773  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3774  * This enables deleting this mem_cgroup.
3775  */
3776 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3777 {
3778         int ret;
3779         int node, zid, shrink;
3780         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3781         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3782
3783         css_get(&memcg->css);
3784
3785         shrink = 0;
3786         /* should free all ? */
3787         if (free_all)
3788                 goto try_to_free;
3789 move_account:
3790         do {
3791                 ret = -EBUSY;
3792                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3793                         goto out;
3794                 ret = -EINTR;
3795                 if (signal_pending(current))
3796                         goto out;
3797                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3798                 lru_add_drain_all();
3799                 drain_all_stock_sync(memcg);
3800                 ret = 0;
3801                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3802                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3803                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3804                                 enum lru_list l;
3805                                 for_each_lru(l) {
3806                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3807                                                         node, zid, l);
3808                                         if (ret)
3809                                                 break;
3810                                 }
3811                         }
3812                         if (ret)
3813                                 break;
3814                 }
3815                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3816                 memcg_oom_recover(memcg);
3817                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3818                 if (ret == -ENOMEM)
3819                         goto try_to_free;
3820                 cond_resched();
3821         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3822         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3823 out:
3824         css_put(&memcg->css);
3825         return ret;
3826
3827 try_to_free:
3828         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3829         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3830                 ret = -EBUSY;
3831                 goto out;
3832         }
3833         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3834         lru_add_drain_all();
3835         /* try to free all pages in this cgroup */
3836         shrink = 1;
3837         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3838                 int progress;
3839
3840                 if (signal_pending(current)) {
3841                         ret = -EINTR;
3842                         goto out;
3843                 }
3844                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3845                                                 false);
3846                 if (!progress) {
3847                         nr_retries--;
3848                         /* maybe some writeback is necessary */
3849                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3850                 }
3851
3852         }
3853         lru_add_drain();
3854         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3855         goto move_account;
3856 }
3857
3858 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3859 {
3860         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3861 }
3862
3863
3864 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3865 {
3866         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3867 }
3868
3869 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3870                                         u64 val)
3871 {
3872         int retval = 0;
3873         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3874         struct cgroup *parent = cont->parent;
3875         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3876
3877         if (parent)
3878                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3879
3880         cgroup_lock();
3881         /*
3882          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3883          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3884          * occur, provided the current cgroup has no children.
3885          *
3886          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3887          * set if there are no children.
3888          */
3889         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3890                                 (val == 1 || val == 0)) {
3891                 if (list_empty(&cont->children))
3892                         memcg->use_hierarchy = val;
3893                 else
3894                         retval = -EBUSY;
3895         } else
3896                 retval = -EINVAL;
3897         cgroup_unlock();
3898
3899         return retval;
3900 }
3901
3902
3903 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3904                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3905 {
3906         struct mem_cgroup *iter;
3907         long val = 0;
3908
3909         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3910         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3911                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3912
3913         if (val < 0) /* race ? */
3914                 val = 0;
3915         return val;
3916 }
3917
3918 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3919 {
3920         u64 val;
3921
3922         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3923                 if (!swap)
3924                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3925                 else
3926                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3927         }
3928
3929         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3930         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3931
3932         if (swap)
3933                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3934
3935         return val << PAGE_SHIFT;
3936 }
3937
3938 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3939 {
3940         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3941         u64 val;
3942         int type, name;
3943
3944         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3945         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3946         switch (type) {
3947         case _MEM:
3948                 if (name == RES_USAGE)
3949                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3950                 else
3951                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3952                 break;
3953         case _MEMSWAP:
3954                 if (name == RES_USAGE)
3955                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3956                 else
3957                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3958                 break;
3959         default:
3960                 BUG();
3961                 break;
3962         }
3963         return val;
3964 }
3965 /*
3966  * The user of this function is...
3967  * RES_LIMIT.
3968  */
3969 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3970                             const char *buffer)
3971 {
3972         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3973         int type, name;
3974         unsigned long long val;
3975         int ret;
3976
3977         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3978         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3979         switch (name) {
3980         case RES_LIMIT:
3981                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3982                         ret = -EINVAL;
3983                         break;
3984                 }
3985                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3986                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3987                 if (ret)
3988                         break;
3989                 if (type == _MEM)
3990                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3991                 else
3992                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3993                 break;
3994         case RES_SOFT_LIMIT:
3995                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3996                 if (ret)
3997                         break;
3998                 /*
3999                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
4000                  * of semantics, for now, we support soft limits for
4001                  * control without swap
4002                  */
4003                 if (type == _MEM)
4004                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
4005                 else
4006                         ret = -EINVAL;
4007                 break;
4008         default:
4009                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
4010                 break;
4011         }
4012         return ret;
4013 }
4014
4015 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4016                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4017 {
4018         struct cgroup *cgroup;
4019         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4020
4021         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4022         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4023         cgroup = memcg->css.cgroup;
4024         if (!memcg->use_hierarchy)
4025                 goto out;
4026
4027         while (cgroup->parent) {
4028                 cgroup = cgroup->parent;
4029                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4030                 if (!memcg->use_hierarchy)
4031                         break;
4032                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4033                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4034                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4035                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4036         }
4037 out:
4038         *mem_limit = min_limit;
4039         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4040         return;
4041 }
4042
4043 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4044 {
4045         struct mem_cgroup *memcg;
4046         int type, name;
4047
4048         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4049         type = MEMFILE_TYPE(event);
4050         name = MEMFILE_ATTR(event);
4051         switch (name) {
4052         case RES_MAX_USAGE:
4053                 if (type == _MEM)
4054                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4055                 else
4056                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4057                 break;
4058         case RES_FAILCNT:
4059                 if (type == _MEM)
4060                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4061                 else
4062                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4063                 break;
4064         }
4065
4066         return 0;
4067 }
4068
4069 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4070                                         struct cftype *cft)
4071 {
4072         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4073 }
4074
4075 #ifdef CONFIG_MMU
4076 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4077                                         struct cftype *cft, u64 val)
4078 {
4079         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4080
4081         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4082                 return -EINVAL;
4083         /*
4084          * We check this value several times in both in can_attach() and
4085          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4086          * inconsistent.
4087          */
4088         cgroup_lock();
4089         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4090         cgroup_unlock();
4091
4092         return 0;
4093 }
4094 #else
4095 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4096                                         struct cftype *cft, u64 val)
4097 {
4098         return -ENOSYS;
4099 }
4100 #endif
4101
4102
4103 /* For read statistics */
4104 enum {
4105         MCS_CACHE,
4106         MCS_RSS,
4107         MCS_FILE_MAPPED,
4108         MCS_PGPGIN,
4109         MCS_PGPGOUT,
4110         MCS_SWAP,
4111         MCS_PGFAULT,
4112         MCS_PGMAJFAULT,
4113         MCS_INACTIVE_ANON,
4114         MCS_ACTIVE_ANON,
4115         MCS_INACTIVE_FILE,
4116         MCS_ACTIVE_FILE,
4117         MCS_UNEVICTABLE,
4118         NR_MCS_STAT,
4119 };
4120
4121 struct mcs_total_stat {
4122         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4123 };
4124
4125 struct {
4126         char *local_name;
4127         char *total_name;
4128 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4129         {"cache", "total_cache"},
4130         {"rss", "total_rss"},
4131         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4132         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4133         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4134         {"swap", "total_swap"},
4135         {"pgfault", "total_pgfault"},
4136         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4137         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4138         {"active_anon", "total_active_anon"},
4139         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4140         {"active_file", "total_active_file"},
4141         {"unevictable", "total_unevictable"}
4142 };
4143
4144
4145 static void
4146 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4147 {
4148         s64 val;
4149
4150         /* per cpu stat */
4151         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4152         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4153         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4154         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4155         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4156         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4157         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4158         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4159         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4160         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4161         if (do_swap_account) {
4162                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4163                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4164         }
4165         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4166         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4167         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4168         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4169
4170         /* per zone stat */
4171         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4172         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4173         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4174         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4175         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4176         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4177         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4178         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4179         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4180         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4181 }
4182
4183 static void
4184 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4185 {
4186         struct mem_cgroup *iter;
4187
4188         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4189                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4190 }
4191
4192 #ifdef CONFIG_NUMA
4193 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4194 {
4195         int nid;
4196         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4197         unsigned long node_nr;
4198         struct cgroup *cont = m->private;
4199         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4200
4201         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL);
4202         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4203         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4204                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid, LRU_ALL);
4205                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4206         }
4207         seq_putc(m, '\n');
4208
4209         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_FILE);
4210         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4211         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4212                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4213                                 LRU_ALL_FILE);
4214                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4215         }
4216         seq_putc(m, '\n');
4217
4218         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_ANON);
4219         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4220         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4221                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4222                                 LRU_ALL_ANON);
4223                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4224         }
4225         seq_putc(m, '\n');
4226
4227         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4228         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4229         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4230                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4231                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4232                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4233         }
4234         seq_putc(m, '\n');
4235         return 0;
4236 }
4237 #endif /* CONFIG_NUMA */
4238
4239 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4240                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4241 {
4242         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4243         struct mcs_total_stat mystat;
4244         int i;
4245
4246         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4247         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4248
4249
4250         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4251                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4252                         continue;
4253                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4254         }
4255
4256         /* Hierarchical information */
4257         {
4258                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4259                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4260                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4261                 if (do_swap_account)
4262                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4263         }
4264
4265         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4266         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4267         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4268                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4269                         continue;
4270                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4271         }
4272
4273 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4274         {
4275                 int nid, zid;
4276                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4277                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4278                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4279
4280                 for_each_online_node(nid)
4281                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4282                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4283
4284                                 recent_rotated[0] +=
4285                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4286                                 recent_rotated[1] +=
4287                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4288                                 recent_scanned[0] +=
4289                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4290                                 recent_scanned[1] +=
4291                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4292                         }
4293                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4294                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4295                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4296                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4297         }
4298 #endif
4299
4300         return 0;
4301 }
4302
4303 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4304 {
4305         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4306
4307         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4308 }
4309
4310 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4311                                        u64 val)
4312 {
4313         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4314         struct mem_cgroup *parent;
4315
4316         if (val > 100)
4317                 return -EINVAL;
4318
4319         if (cgrp->parent == NULL)
4320                 return -EINVAL;
4321
4322         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4323
4324         cgroup_lock();
4325
4326         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4327         if ((parent->use_hierarchy) ||
4328             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4329                 cgroup_unlock();
4330                 return -EINVAL;
4331         }
4332
4333         memcg->swappiness = val;
4334
4335         cgroup_unlock();
4336
4337         return 0;
4338 }
4339
4340 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4341 {
4342         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4343         u64 usage;
4344         int i;
4345
4346         rcu_read_lock();
4347         if (!swap)
4348                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4349         else
4350                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4351
4352         if (!t)
4353                 goto unlock;
4354
4355         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4356
4357         /*
4358          * current_threshold points to threshold just below usage.
4359          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4360          * call of __mem_cgroup_threshold().
4361          */
4362         i = t->current_threshold;
4363
4364         /*
4365          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4366          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4367          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4368          * only one element of the array here.
4369          */
4370         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4371                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4372
4373         /* i = current_threshold + 1 */
4374         i++;
4375
4376         /*
4377          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4378          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4379          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4380          * only one element of the array here.
4381          */
4382         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4383                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4384
4385         /* Update current_threshold */
4386         t->current_threshold = i - 1;
4387 unlock:
4388         rcu_read_unlock();
4389 }
4390
4391 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4392 {
4393         while (memcg) {
4394                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4395                 if (do_swap_account)
4396                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4397
4398                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4399         }
4400 }
4401
4402 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4403 {
4404         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4405         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4406
4407         return _a->threshold - _b->threshold;
4408 }
4409
4410 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4411 {
4412         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4413
4414         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4415                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4416         return 0;
4417 }
4418
4419 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4420 {
4421         struct mem_cgroup *iter;
4422
4423         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4424                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4425 }
4426
4427 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4428         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4429 {
4430         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4431         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4432         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4433         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4434         u64 threshold, usage;
4435         int i, size, ret;
4436
4437         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4438         if (ret)
4439                 return ret;
4440
4441         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4442
4443         if (type == _MEM)
4444                 thresholds = &memcg->thresholds;
4445         else if (type == _MEMSWAP)
4446                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4447         else
4448                 BUG();
4449
4450         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4451
4452         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4453         if (thresholds->primary)
4454                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4455
4456         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4457
4458         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4459         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4460                         GFP_KERNEL);
4461         if (!new) {
4462                 ret = -ENOMEM;
4463                 goto unlock;
4464         }
4465         new->size = size;
4466
4467         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4468         if (thresholds->primary) {
4469                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4470                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4471         }
4472
4473         /* Add new threshold */
4474         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4475         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4476
4477         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4478         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4479                         compare_thresholds, NULL);
4480
4481         /* Find current threshold */
4482         new->current_threshold = -1;
4483         for (i = 0; i < size; i++) {
4484                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4485                         /*
4486                          * new->current_threshold will not be used until
4487                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4488                          * it here.
4489                          */
4490                         ++new->current_threshold;
4491                 }
4492         }
4493
4494         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4495         kfree(thresholds->spare);
4496         thresholds->spare = thresholds->primary;
4497
4498         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4499
4500         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4501         synchronize_rcu();
4502
4503 unlock:
4504         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4505
4506         return ret;
4507 }
4508
4509 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4510         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4511 {
4512         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4513         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4514         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4515         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4516         u64 usage;
4517         int i, j, size;
4518
4519         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4520         if (type == _MEM)
4521                 thresholds = &memcg->thresholds;
4522         else if (type == _MEMSWAP)
4523                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4524         else
4525                 BUG();
4526
4527         /*
4528          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4529          * if we don't have thresholds
4530          */
4531         BUG_ON(!thresholds);
4532
4533         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4534
4535         /* Check if a threshold crossed before removing */
4536         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4537
4538         /* Calculate new number of threshold */
4539         size = 0;
4540         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4541                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4542                         size++;
4543         }
4544
4545         new = thresholds->spare;
4546
4547         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4548         if (!size) {
4549                 kfree(new);
4550                 new = NULL;
4551                 goto swap_buffers;
4552         }
4553
4554         new->size = size;
4555
4556         /* Copy thresholds and find current threshold */
4557         new->current_threshold = -1;
4558         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4559                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4560                         continue;
4561
4562                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4563                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4564                         /*
4565                          * new->current_threshold will not be used
4566                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4567                          * it here.
4568                          */
4569                         ++new->current_threshold;
4570                 }
4571                 j++;
4572         }
4573
4574 swap_buffers:
4575         /* Swap primary and spare array */
4576         thresholds->spare = thresholds->primary;
4577         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4578
4579         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4580         synchronize_rcu();
4581
4582         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4583 }
4584
4585 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4586         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4587 {
4588         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4589         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4590         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4591
4592         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4593         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4594         if (!event)
4595                 return -ENOMEM;
4596
4597         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4598
4599         event->eventfd = eventfd;
4600         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4601
4602         /* already in OOM ? */
4603         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4604                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4605         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4606
4607         return 0;
4608 }
4609
4610 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4611         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4612 {
4613         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4614         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4615         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4616
4617         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4618
4619         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4620
4621         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4622                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4623                         list_del(&ev->list);
4624                         kfree(ev);
4625                 }
4626         }
4627
4628         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4629 }
4630
4631 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4632         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4633 {
4634         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4635
4636         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4637
4638         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4639                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4640         else
4641                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4642         return 0;
4643 }
4644
4645 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4646         struct cftype *cft, u64 val)
4647 {
4648         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4649         struct mem_cgroup *parent;
4650
4651         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4652         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4653                 return -EINVAL;
4654
4655         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4656
4657         cgroup_lock();
4658         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4659         if ((parent->use_hierarchy) ||
4660             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4661                 cgroup_unlock();
4662                 return -EINVAL;
4663         }
4664         memcg->oom_kill_disable = val;
4665         if (!val)
4666                 memcg_oom_recover(memcg);
4667         cgroup_unlock();
4668         return 0;
4669 }
4670
4671 #ifdef CONFIG_NUMA
4672 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4673         .read = seq_read,
4674         .llseek = seq_lseek,
4675         .release = single_release,
4676 };
4677
4678 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4679 {
4680         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4681
4682         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4683         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4684 }
4685 #endif /* CONFIG_NUMA */
4686
4687 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4688 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4689 {
4690         /*
4691          * Part of this would be better living in a separate allocation
4692          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4693          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4694          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4695          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4696          */
4697         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4698 };
4699
4700 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4701                                 struct cgroup *cont)
4702 {
4703         mem_cgroup_sockets_destroy(cont, ss);
4704 }
4705 #else
4706 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4707 {
4708         return 0;
4709 }
4710
4711 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4712                                 struct cgroup *cont)
4713 {
4714 }
4715 #endif
4716
4717 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4718         {
4719                 .name = "usage_in_bytes",
4720                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4721                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4722                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4723                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4724         },
4725         {
4726                 .name = "max_usage_in_bytes",
4727                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4728                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4729                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4730         },
4731         {
4732                 .name = "limit_in_bytes",
4733                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4734                 .write_string = mem_cgroup_write,
4735                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4736         },
4737         {
4738                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4739                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4740                 .write_string = mem_cgroup_write,
4741                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4742         },
4743         {
4744                 .name = "failcnt",
4745                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4746                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4747                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4748         },
4749         {
4750                 .name = "stat",
4751                 .read_map = mem_control_stat_show,
4752         },
4753         {
4754                 .name = "force_empty",
4755                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4756         },
4757         {
4758                 .name = "use_hierarchy",
4759                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4760                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4761         },
4762         {
4763                 .name = "swappiness",
4764                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4765                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4766         },
4767         {
4768                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4769                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4770                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4771         },
4772         {
4773                 .name = "oom_control",
4774                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4775                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4776                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4777                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4778                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4779         },
4780 #ifdef CONFIG_NUMA
4781         {
4782                 .name = "numa_stat",
4783                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4784                 .mode = S_IRUGO,
4785         },
4786 #endif
4787 };
4788
4789 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4790 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4791         {
4792                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4793                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4794                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4795                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4796                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4797         },
4798         {
4799                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4800                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4801                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4802                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4803         },
4804         {
4805                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4806                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4807                 .write_string = mem_cgroup_write,
4808                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4809         },
4810         {
4811                 .name = "memsw.failcnt",
4812                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4813                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4814                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4815         },
4816 };
4817
4818 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4819 {
4820         if (!do_swap_account)
4821                 return 0;
4822         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4823                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4824 };
4825 #else
4826 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4827 {
4828         return 0;
4829 }
4830 #endif
4831
4832 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4833 {
4834         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4835         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4836         enum lru_list l;
4837         int zone, tmp = node;
4838         /*
4839          * This routine is called against possible nodes.
4840          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4841          *
4842          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4843          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4844          *       function.
4845          */
4846         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4847                 tmp = -1;
4848         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4849         if (!pn)
4850                 return 1;
4851
4852         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4853                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4854                 for_each_lru(l)
4855                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[l]);
4856                 mz->usage_in_excess = 0;
4857                 mz->on_tree = false;
4858                 mz->mem = memcg;
4859         }
4860         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4861         return 0;
4862 }
4863
4864 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4865 {
4866         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4867 }
4868
4869 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4870 {
4871         struct mem_cgroup *mem;
4872         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4873
4874         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4875         if (size < PAGE_SIZE)
4876                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4877         else
4878                 mem = vzalloc(size);
4879
4880         if (!mem)
4881                 return NULL;
4882
4883         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4884         if (!mem->stat)
4885                 goto out_free;
4886         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4887         return mem;
4888
4889 out_free:
4890         if (size < PAGE_SIZE)
4891                 kfree(mem);
4892         else
4893                 vfree(mem);
4894         return NULL;
4895 }
4896
4897 /*
4898  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4899  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4900  *
4901  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4902  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4903  * it goes down to 0.
4904  *
4905  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4906  */
4907
4908 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4909 {
4910         int node;
4911
4912         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4913         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4914
4915         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4916                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4917
4918         free_percpu(memcg->stat);
4919         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4920                 kfree(memcg);
4921         else
4922                 vfree(memcg);
4923 }
4924
4925 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4926 {
4927         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4928 }
4929
4930 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4931 {
4932         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4933                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4934                 __mem_cgroup_free(memcg);
4935                 if (parent)
4936                         mem_cgroup_put(parent);
4937         }
4938 }
4939
4940 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4941 {
4942         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4943 }
4944
4945 /*
4946  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4947  */
4948 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4949 {
4950         if (!memcg->res.parent)
4951                 return NULL;
4952         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4953 }
4954 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4955
4956 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4957 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4958 {
4959         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4960                 do_swap_account = 1;
4961 }
4962 #else
4963 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4964 {
4965 }
4966 #endif
4967
4968 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4969 {
4970         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4971         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4972         int tmp, node, zone;
4973
4974         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4975                 tmp = node;
4976                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4977                         tmp = -1;
4978                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4979                 if (!rtpn)
4980                         return 1;
4981
4982                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4983
4984                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4985                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4986                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4987                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4988                 }
4989         }
4990         return 0;
4991 }
4992
4993 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4994 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4995 {
4996         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4997         long error = -ENOMEM;
4998         int node;
4999
5000         memcg = mem_cgroup_alloc();
5001         if (!memcg)
5002                 return ERR_PTR(error);
5003
5004         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
5005                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
5006                         goto free_out;
5007
5008         /* root ? */
5009         if (cont->parent == NULL) {
5010                 int cpu;
5011                 enable_swap_cgroup();
5012                 parent = NULL;
5013                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
5014                         goto free_out;
5015                 root_mem_cgroup = memcg;
5016                 for_each_possible_cpu(cpu) {
5017                         struct memcg_stock_pcp *stock =
5018                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
5019                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
5020                 }
5021                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
5022         } else {
5023                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5024                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5025                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5026         }
5027
5028         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5029                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5030                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5031                 /*
5032                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5033                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5034                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5035                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5036                  */
5037                 mem_cgroup_get(parent);
5038         } else {
5039                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5040                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5041         }
5042         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5043         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5044
5045         if (parent)
5046                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5047         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5048         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5049         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5050         return &memcg->css;
5051 free_out:
5052         __mem_cgroup_free(memcg);
5053         return ERR_PTR(error);
5054 }
5055
5056 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5057                                         struct cgroup *cont)
5058 {
5059         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5060
5061         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5062 }
5063
5064 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5065                                 struct cgroup *cont)
5066 {
5067         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5068
5069         kmem_cgroup_destroy(ss, cont);
5070
5071         mem_cgroup_put(memcg);
5072 }
5073
5074 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5075                                 struct cgroup *cont)
5076 {
5077         int ret;
5078
5079         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5080                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5081
5082         if (!ret)
5083                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5084
5085         if (!ret)
5086                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5087
5088         return ret;
5089 }
5090
5091 #ifdef CONFIG_MMU
5092 /* Handlers for move charge at task migration. */
5093 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5094 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5095 {
5096         int ret = 0;
5097         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5098         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5099
5100         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5101                 mc.precharge += count;
5102                 /* we don't need css_get for root */
5103                 return ret;
5104         }
5105         /* try to charge at once */
5106         if (count > 1) {
5107                 struct res_counter *dummy;
5108                 /*
5109                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5110                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5111                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5112                  * css_get().
5113                  */
5114                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5115                         goto one_by_one;
5116                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5117                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5118                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5119                         goto one_by_one;
5120                 }
5121                 mc.precharge += count;
5122                 return ret;
5123         }
5124 one_by_one:
5125         /* fall back to one by one charge */
5126         while (count--) {
5127                 if (signal_pending(current)) {
5128                         ret = -EINTR;
5129                         break;
5130                 }
5131                 if (!batch_count--) {
5132                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5133                         cond_resched();
5134                 }
5135                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5136                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5137                 if (ret || !memcg)
5138                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5139                         return -ENOMEM;
5140                 mc.precharge++;
5141         }
5142         return ret;
5143 }
5144
5145 /**
5146  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5147  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5148  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5149  * @ptent: the pte to be checked
5150  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5151  *
5152  * Returns
5153  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5154  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5155  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5156  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5157  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5158  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5159  *     in target->ent.
5160  *
5161  * Called with pte lock held.
5162  */
5163 union mc_target {
5164         struct page     *page;
5165         swp_entry_t     ent;
5166 };
5167
5168 enum mc_target_type {
5169         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5170         MC_TARGET_PAGE,
5171         MC_TARGET_SWAP,
5172 };
5173
5174 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5175                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5176 {
5177         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5178
5179         if (!page || !page_mapped(page))
5180                 return NULL;
5181         if (PageAnon(page)) {
5182                 /* we don't move shared anon */
5183                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5184                         return NULL;
5185         } else if (!move_file())
5186                 /* we ignore mapcount for file pages */
5187                 return NULL;
5188         if (!get_page_unless_zero(page))
5189                 return NULL;
5190
5191         return page;
5192 }
5193
5194 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5195                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5196 {
5197         int usage_count;
5198         struct page *page = NULL;
5199         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5200
5201         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5202                 return NULL;
5203         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5204         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5205                 if (page)
5206                         put_page(page);
5207                 return NULL;
5208         }
5209         if (do_swap_account)
5210                 entry->val = ent.val;
5211
5212         return page;
5213 }
5214
5215 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5216                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5217 {
5218         struct page *page = NULL;
5219         struct inode *inode;
5220         struct address_space *mapping;
5221         pgoff_t pgoff;
5222
5223         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5224                 return NULL;
5225         if (!move_file())
5226                 return NULL;
5227
5228         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5229         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5230         if (pte_none(ptent))
5231                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5232         else /* pte_file(ptent) is true */
5233                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5234
5235         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5236         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5237
5238 #ifdef CONFIG_SWAP
5239         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5240         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5241                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5242                 if (do_swap_account)
5243                         *entry = swap;
5244                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5245         }
5246 #endif
5247         return page;
5248 }
5249
5250 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5251                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5252 {
5253         struct page *page = NULL;
5254         struct page_cgroup *pc;
5255         int ret = 0;
5256         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5257
5258         if (pte_present(ptent))
5259                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5260         else if (is_swap_pte(ptent))
5261                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5262         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5263                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5264
5265         if (!page && !ent.val)
5266                 return 0;
5267         if (page) {
5268                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5269                 /*
5270                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5271                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5272                  * the lock.
5273                  */
5274                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5275                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5276                         if (target)
5277                                 target->page = page;
5278                 }
5279                 if (!ret || !target)
5280                         put_page(page);
5281         }
5282         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5283         if (ent.val && !ret &&
5284                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup(ent)) {
5285                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5286                 if (target)
5287                         target->ent = ent;
5288         }
5289         return ret;
5290 }
5291
5292 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5293                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5294                                         struct mm_walk *walk)
5295 {
5296         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5297         pte_t *pte;
5298         spinlock_t *ptl;
5299
5300         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5301
5302         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5303         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5304                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5305                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5306         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5307         cond_resched();
5308
5309         return 0;
5310 }
5311
5312 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5313 {
5314         unsigned long precharge;
5315         struct vm_area_struct *vma;
5316
5317         down_read(&mm->mmap_sem);
5318         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5319                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5320                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5321                         .mm = mm,
5322                         .private = vma,
5323                 };
5324                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5325                         continue;
5326                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5327                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5328         }
5329         up_read(&mm->mmap_sem);
5330
5331         precharge = mc.precharge;
5332         mc.precharge = 0;
5333
5334         return precharge;
5335 }
5336
5337 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5338 {
5339         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5340
5341         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5342         mc.moving_task = current;
5343         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5344 }
5345
5346 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5347 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5348 {
5349         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5350         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5351
5352         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5353         if (mc.precharge) {
5354                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5355                 mc.precharge = 0;
5356         }
5357         /*
5358          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5359          * we must uncharge here.
5360          */
5361         if (mc.moved_charge) {
5362                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5363                 mc.moved_charge = 0;
5364         }
5365         /* we must fixup refcnts and charges */
5366         if (mc.moved_swap) {
5367                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5368                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5369                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5370                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5371                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5372
5373                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5374                         /*
5375                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5376                          * uncharge to->res.
5377                          */
5378                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5379                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5380                 }
5381                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5382                 mc.moved_swap = 0;
5383         }
5384         memcg_oom_recover(from);
5385         memcg_oom_recover(to);
5386         wake_up_all(&mc.waitq);
5387 }
5388
5389 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5390 {
5391         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5392
5393         /*
5394          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5395          * task migration.
5396          */
5397         mc.moving_task = NULL;
5398         __mem_cgroup_clear_mc();
5399         spin_lock(&mc.lock);
5400         mc.from = NULL;
5401         mc.to = NULL;
5402         spin_unlock(&mc.lock);
5403         mem_cgroup_end_move(from);
5404 }
5405
5406 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5407                                 struct cgroup *cgroup,
5408                                 struct cgroup_taskset *tset)
5409 {
5410         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5411         int ret = 0;
5412         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5413
5414         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5415                 struct mm_struct *mm;
5416                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5417
5418                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5419
5420                 mm = get_task_mm(p);
5421                 if (!mm)
5422                         return 0;
5423                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5424                 if (mm->owner == p) {
5425                         VM_BUG_ON(mc.from);
5426                         VM_BUG_ON(mc.to);
5427                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5428                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5429                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5430                         mem_cgroup_start_move(from);
5431                         spin_lock(&mc.lock);
5432                         mc.from = from;
5433                         mc.to = memcg;
5434                         spin_unlock(&mc.lock);
5435                         /* We set mc.moving_task later */
5436
5437                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5438                         if (ret)
5439                                 mem_cgroup_clear_mc();
5440                 }
5441                 mmput(mm);
5442         }
5443         return ret;
5444 }
5445
5446 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5447                                 struct cgroup *cgroup,
5448                                 struct cgroup_taskset *tset)
5449 {
5450         mem_cgroup_clear_mc();
5451 }
5452
5453 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5454                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5455                                 struct mm_walk *walk)
5456 {
5457         int ret = 0;
5458         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5459         pte_t *pte;
5460         spinlock_t *ptl;
5461
5462         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5463 retry:
5464         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5465         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5466                 pte_t ptent = *(pte++);
5467                 union mc_target target;
5468                 int type;
5469                 struct page *page;
5470                 struct page_cgroup *pc;
5471                 swp_entry_t ent;
5472
5473                 if (!mc.precharge)
5474                         break;
5475
5476                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5477                 switch (type) {
5478                 case MC_TARGET_PAGE:
5479                         page = target.page;
5480                         if (isolate_lru_page(page))
5481                                 goto put;
5482                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5483                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5484                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5485                                 mc.precharge--;
5486                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5487                                 mc.moved_charge++;
5488                         }
5489                         putback_lru_page(page);
5490 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5491                         put_page(page);
5492                         break;
5493                 case MC_TARGET_SWAP:
5494                         ent = target.ent;
5495                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5496                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5497                                 mc.precharge--;
5498                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5499                                 mc.moved_swap++;
5500                         }
5501                         break;
5502                 default:
5503                         break;
5504                 }
5505         }
5506         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5507         cond_resched();
5508
5509         if (addr != end) {
5510                 /*
5511                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5512                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5513                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5514                  * phase.
5515                  */
5516                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5517                 if (!ret)
5518                         goto retry;
5519         }
5520
5521         return ret;
5522 }
5523
5524 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5525 {
5526         struct vm_area_struct *vma;
5527
5528         lru_add_drain_all();
5529 retry:
5530         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5531                 /*
5532                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5533                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5534                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5535                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5536                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5537                  */
5538                 __mem_cgroup_clear_mc();
5539                 cond_resched();
5540                 goto retry;
5541         }
5542         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5543                 int ret;
5544                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5545                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5546                         .mm = mm,
5547                         .private = vma,
5548                 };
5549                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5550                         continue;
5551                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5552                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5553                 if (ret)
5554                         /*
5555                          * means we have consumed all precharges and failed in
5556                          * doing additional charge. Just abandon here.
5557                          */
5558                         break;
5559         }
5560         up_read(&mm->mmap_sem);
5561 }
5562
5563 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5564                                 struct cgroup *cont,
5565                                 struct cgroup_taskset *tset)
5566 {
5567         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5568         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5569
5570         if (mm) {
5571                 if (mc.to)
5572                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5573                 put_swap_token(mm);
5574                 mmput(mm);
5575         }
5576         if (mc.to)
5577                 mem_cgroup_clear_mc();
5578 }
5579 #else   /* !CONFIG_MMU */
5580 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5581                                 struct cgroup *cgroup,
5582                                 struct cgroup_taskset *tset)
5583 {
5584         return 0;
5585 }
5586 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5587                                 struct cgroup *cgroup,
5588                                 struct cgroup_taskset *tset)
5589 {
5590 }
5591 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5592                                 struct cgroup *cont,
5593                                 struct cgroup_taskset *tset)
5594 {
5595 }
5596 #endif
5597
5598 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5599         .name = "memory",
5600         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5601         .create = mem_cgroup_create,
5602         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5603         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5604         .populate = mem_cgroup_populate,
5605         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5606         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5607         .attach = mem_cgroup_move_task,
5608         .early_init = 0,
5609         .use_id = 1,
5610 };
5611
5612 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5613 static int __init enable_swap_account(char *s)
5614 {
5615         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5616         if (!strcmp(s, "1"))
5617                 really_do_swap_account = 1;
5618         else if (!strcmp(s, "0"))
5619                 really_do_swap_account = 0;
5620         return 1;
5621 }
5622 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5623
5624 #endif