add missing accounting calls to compat_sys_{readv,writev}
[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  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
12  * (at your option) any later version.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  */
19
20 #include <linux/res_counter.h>
21 #include <linux/memcontrol.h>
22 #include <linux/cgroup.h>
23 #include <linux/mm.h>
24 #include <linux/smp.h>
25 #include <linux/page-flags.h>
26 #include <linux/backing-dev.h>
27 #include <linux/bit_spinlock.h>
28 #include <linux/rcupdate.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/swap.h>
31 #include <linux/spinlock.h>
32 #include <linux/fs.h>
33 #include <linux/seq_file.h>
34 #include <linux/vmalloc.h>
35 #include <linux/mm_inline.h>
36 #include <linux/page_cgroup.h>
37
38 #include <asm/uaccess.h>
39
40 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
41 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
42
43 /*
44  * Statistics for memory cgroup.
45  */
46 enum mem_cgroup_stat_index {
47         /*
48          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
49          */
50         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
51         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as rss */
52         MEM_CGROUP_STAT_PGPGIN_COUNT,   /* # of pages paged in */
53         MEM_CGROUP_STAT_PGPGOUT_COUNT,  /* # of pages paged out */
54
55         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
56 };
57
58 struct mem_cgroup_stat_cpu {
59         s64 count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
60 } ____cacheline_aligned_in_smp;
61
62 struct mem_cgroup_stat {
63         struct mem_cgroup_stat_cpu cpustat[NR_CPUS];
64 };
65
66 /*
67  * For accounting under irq disable, no need for increment preempt count.
68  */
69 static inline void __mem_cgroup_stat_add_safe(struct mem_cgroup_stat_cpu *stat,
70                 enum mem_cgroup_stat_index idx, int val)
71 {
72         stat->count[idx] += val;
73 }
74
75 static s64 mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup_stat *stat,
76                 enum mem_cgroup_stat_index idx)
77 {
78         int cpu;
79         s64 ret = 0;
80         for_each_possible_cpu(cpu)
81                 ret += stat->cpustat[cpu].count[idx];
82         return ret;
83 }
84
85 /*
86  * per-zone information in memory controller.
87  */
88 struct mem_cgroup_per_zone {
89         /*
90          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
91          */
92         spinlock_t              lru_lock;
93         struct list_head        lists[NR_LRU_LISTS];
94         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
95 };
96 /* Macro for accessing counter */
97 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
98
99 struct mem_cgroup_per_node {
100         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
101 };
102
103 struct mem_cgroup_lru_info {
104         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
105 };
106
107 /*
108  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
109  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
110  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
111  * to help the administrator determine what knobs to tune.
112  *
113  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
114  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
115  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
116  * a feature that will be implemented much later in the future.
117  */
118 struct mem_cgroup {
119         struct cgroup_subsys_state css;
120         /*
121          * the counter to account for memory usage
122          */
123         struct res_counter res;
124         /*
125          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
126          * per zone LRU lists.
127          */
128         struct mem_cgroup_lru_info info;
129
130         int     prev_priority;  /* for recording reclaim priority */
131         /*
132          * statistics.
133          */
134         struct mem_cgroup_stat stat;
135 };
136 static struct mem_cgroup init_mem_cgroup;
137
138 enum charge_type {
139         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
140         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
141         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
142         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
143         NR_CHARGE_TYPE,
144 };
145
146 /* only for here (for easy reading.) */
147 #define PCGF_CACHE      (1UL << PCG_CACHE)
148 #define PCGF_USED       (1UL << PCG_USED)
149 #define PCGF_ACTIVE     (1UL << PCG_ACTIVE)
150 #define PCGF_LOCK       (1UL << PCG_LOCK)
151 #define PCGF_FILE       (1UL << PCG_FILE)
152 static const unsigned long
153 pcg_default_flags[NR_CHARGE_TYPE] = {
154         PCGF_CACHE | PCGF_FILE | PCGF_USED | PCGF_LOCK, /* File Cache */
155         PCGF_ACTIVE | PCGF_USED | PCGF_LOCK, /* Anon */
156         PCGF_ACTIVE | PCGF_CACHE | PCGF_USED | PCGF_LOCK, /* Shmem */
157         0, /* FORCE */
158 };
159
160 /*
161  * Always modified under lru lock. Then, not necessary to preempt_disable()
162  */
163 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem,
164                                          struct page_cgroup *pc,
165                                          bool charge)
166 {
167         int val = (charge)? 1 : -1;
168         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem->stat;
169         struct mem_cgroup_stat_cpu *cpustat;
170
171         VM_BUG_ON(!irqs_disabled());
172
173         cpustat = &stat->cpustat[smp_processor_id()];
174         if (PageCgroupCache(pc))
175                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat, MEM_CGROUP_STAT_CACHE, val);
176         else
177                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat, MEM_CGROUP_STAT_RSS, val);
178
179         if (charge)
180                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat,
181                                 MEM_CGROUP_STAT_PGPGIN_COUNT, 1);
182         else
183                 __mem_cgroup_stat_add_safe(cpustat,
184                                 MEM_CGROUP_STAT_PGPGOUT_COUNT, 1);
185 }
186
187 static struct mem_cgroup_per_zone *
188 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
189 {
190         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
191 }
192
193 static struct mem_cgroup_per_zone *
194 page_cgroup_zoneinfo(struct page_cgroup *pc)
195 {
196         struct mem_cgroup *mem = pc->mem_cgroup;
197         int nid = page_cgroup_nid(pc);
198         int zid = page_cgroup_zid(pc);
199
200         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
201 }
202
203 static unsigned long mem_cgroup_get_all_zonestat(struct mem_cgroup *mem,
204                                         enum lru_list idx)
205 {
206         int nid, zid;
207         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
208         u64 total = 0;
209
210         for_each_online_node(nid)
211                 for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
212                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
213                         total += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx);
214                 }
215         return total;
216 }
217
218 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
219 {
220         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
221                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
222                                 css);
223 }
224
225 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
226 {
227         /*
228          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
229          * if it races with swapoff, page migration, etc.
230          * So this can be called with p == NULL.
231          */
232         if (unlikely(!p))
233                 return NULL;
234
235         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
236                                 struct mem_cgroup, css);
237 }
238
239 static void __mem_cgroup_remove_list(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
240                         struct page_cgroup *pc)
241 {
242         int lru = LRU_BASE;
243
244         if (PageCgroupUnevictable(pc))
245                 lru = LRU_UNEVICTABLE;
246         else {
247                 if (PageCgroupActive(pc))
248                         lru += LRU_ACTIVE;
249                 if (PageCgroupFile(pc))
250                         lru += LRU_FILE;
251         }
252
253         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1;
254
255         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc, false);
256         list_del(&pc->lru);
257 }
258
259 static void __mem_cgroup_add_list(struct mem_cgroup_per_zone *mz,
260                                 struct page_cgroup *pc)
261 {
262         int lru = LRU_BASE;
263
264         if (PageCgroupUnevictable(pc))
265                 lru = LRU_UNEVICTABLE;
266         else {
267                 if (PageCgroupActive(pc))
268                         lru += LRU_ACTIVE;
269                 if (PageCgroupFile(pc))
270                         lru += LRU_FILE;
271         }
272
273         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1;
274         list_add(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
275
276         mem_cgroup_charge_statistics(pc->mem_cgroup, pc, true);
277 }
278
279 static void __mem_cgroup_move_lists(struct page_cgroup *pc, enum lru_list lru)
280 {
281         struct mem_cgroup_per_zone *mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
282         int active    = PageCgroupActive(pc);
283         int file      = PageCgroupFile(pc);
284         int unevictable = PageCgroupUnevictable(pc);
285         enum lru_list from = unevictable ? LRU_UNEVICTABLE :
286                                 (LRU_FILE * !!file + !!active);
287
288         if (lru == from)
289                 return;
290
291         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, from) -= 1;
292         /*
293          * However this is done under mz->lru_lock, another flags, which
294          * are not related to LRU, will be modified from out-of-lock.
295          * We have to use atomic set/clear flags.
296          */
297         if (is_unevictable_lru(lru)) {
298                 ClearPageCgroupActive(pc);
299                 SetPageCgroupUnevictable(pc);
300         } else {
301                 if (is_active_lru(lru))
302                         SetPageCgroupActive(pc);
303                 else
304                         ClearPageCgroupActive(pc);
305                 ClearPageCgroupUnevictable(pc);
306         }
307
308         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1;
309         list_move(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
310 }
311
312 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
313 {
314         int ret;
315
316         task_lock(task);
317         ret = task->mm && mm_match_cgroup(task->mm, mem);
318         task_unlock(task);
319         return ret;
320 }
321
322 /*
323  * This routine assumes that the appropriate zone's lru lock is already held
324  */
325 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page, enum lru_list lru)
326 {
327         struct page_cgroup *pc;
328         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
329         unsigned long flags;
330
331         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
332                 return;
333
334         /*
335          * We cannot lock_page_cgroup while holding zone's lru_lock,
336          * because other holders of lock_page_cgroup can be interrupted
337          * with an attempt to rotate_reclaimable_page.  But we cannot
338          * safely get to page_cgroup without it, so just try_lock it:
339          * mem_cgroup_isolate_pages allows for page left on wrong list.
340          */
341         pc = lookup_page_cgroup(page);
342         if (!trylock_page_cgroup(pc))
343                 return;
344         if (pc && PageCgroupUsed(pc)) {
345                 mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
346                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
347                 __mem_cgroup_move_lists(pc, lru);
348                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
349         }
350         unlock_page_cgroup(pc);
351 }
352
353 /*
354  * Calculate mapped_ratio under memory controller. This will be used in
355  * vmscan.c for deteremining we have to reclaim mapped pages.
356  */
357 int mem_cgroup_calc_mapped_ratio(struct mem_cgroup *mem)
358 {
359         long total, rss;
360
361         /*
362          * usage is recorded in bytes. But, here, we assume the number of
363          * physical pages can be represented by "long" on any arch.
364          */
365         total = (long) (mem->res.usage >> PAGE_SHIFT) + 1L;
366         rss = (long)mem_cgroup_read_stat(&mem->stat, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
367         return (int)((rss * 100L) / total);
368 }
369
370 /*
371  * prev_priority control...this will be used in memory reclaim path.
372  */
373 int mem_cgroup_get_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem)
374 {
375         return mem->prev_priority;
376 }
377
378 void mem_cgroup_note_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
379 {
380         if (priority < mem->prev_priority)
381                 mem->prev_priority = priority;
382 }
383
384 void mem_cgroup_record_reclaim_priority(struct mem_cgroup *mem, int priority)
385 {
386         mem->prev_priority = priority;
387 }
388
389 /*
390  * Calculate # of pages to be scanned in this priority/zone.
391  * See also vmscan.c
392  *
393  * priority starts from "DEF_PRIORITY" and decremented in each loop.
394  * (see include/linux/mmzone.h)
395  */
396
397 long mem_cgroup_calc_reclaim(struct mem_cgroup *mem, struct zone *zone,
398                                         int priority, enum lru_list lru)
399 {
400         long nr_pages;
401         int nid = zone->zone_pgdat->node_id;
402         int zid = zone_idx(zone);
403         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
404
405         nr_pages = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
406
407         return (nr_pages >> priority);
408 }
409
410 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
411                                         struct list_head *dst,
412                                         unsigned long *scanned, int order,
413                                         int mode, struct zone *z,
414                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
415                                         int active, int file)
416 {
417         unsigned long nr_taken = 0;
418         struct page *page;
419         unsigned long scan;
420         LIST_HEAD(pc_list);
421         struct list_head *src;
422         struct page_cgroup *pc, *tmp;
423         int nid = z->zone_pgdat->node_id;
424         int zid = zone_idx(z);
425         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
426         int lru = LRU_FILE * !!file + !!active;
427
428         BUG_ON(!mem_cont);
429         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
430         src = &mz->lists[lru];
431
432         spin_lock(&mz->lru_lock);
433         scan = 0;
434         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
435                 if (scan >= nr_to_scan)
436                         break;
437                 if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
438                         continue;
439                 page = pc->page;
440
441                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
442                         continue;
443
444                 /*
445                  * TODO: play better with lumpy reclaim, grabbing anything.
446                  */
447                 if (PageUnevictable(page) ||
448                     (PageActive(page) && !active) ||
449                     (!PageActive(page) && active)) {
450                         __mem_cgroup_move_lists(pc, page_lru(page));
451                         continue;
452                 }
453
454                 scan++;
455                 list_move(&pc->lru, &pc_list);
456
457                 if (__isolate_lru_page(page, mode, file) == 0) {
458                         list_move(&page->lru, dst);
459                         nr_taken++;
460                 }
461         }
462
463         list_splice(&pc_list, src);
464         spin_unlock(&mz->lru_lock);
465
466         *scanned = scan;
467         return nr_taken;
468 }
469
470 /*
471  * Charge the memory controller for page usage.
472  * Return
473  * 0 if the charge was successful
474  * < 0 if the cgroup is over its limit
475  */
476 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
477                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype,
478                                 struct mem_cgroup *memcg)
479 {
480         struct mem_cgroup *mem;
481         struct page_cgroup *pc;
482         unsigned long nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
483         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
484         unsigned long flags;
485
486         pc = lookup_page_cgroup(page);
487         /* can happen at boot */
488         if (unlikely(!pc))
489                 return 0;
490         prefetchw(pc);
491         /*
492          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
493          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
494          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
495          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
496          */
497
498         if (likely(!memcg)) {
499                 rcu_read_lock();
500                 mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
501                 if (unlikely(!mem)) {
502                         rcu_read_unlock();
503                         return 0;
504                 }
505                 /*
506                  * For every charge from the cgroup, increment reference count
507                  */
508                 css_get(&mem->css);
509                 rcu_read_unlock();
510         } else {
511                 mem = memcg;
512                 css_get(&memcg->css);
513         }
514
515         while (unlikely(res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE))) {
516                 if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
517                         goto out;
518
519                 if (try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, gfp_mask))
520                         continue;
521
522                 /*
523                  * try_to_free_mem_cgroup_pages() might not give us a full
524                  * picture of reclaim. Some pages are reclaimed and might be
525                  * moved to swap cache or just unmapped from the cgroup.
526                  * Check the limit again to see if the reclaim reduced the
527                  * current usage of the cgroup before giving up
528                  */
529                 if (res_counter_check_under_limit(&mem->res))
530                         continue;
531
532                 if (!nr_retries--) {
533                         mem_cgroup_out_of_memory(mem, gfp_mask);
534                         goto out;
535                 }
536         }
537
538
539         lock_page_cgroup(pc);
540         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
541                 unlock_page_cgroup(pc);
542                 res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
543                 css_put(&mem->css);
544
545                 goto done;
546         }
547         pc->mem_cgroup = mem;
548         /*
549          * If a page is accounted as a page cache, insert to inactive list.
550          * If anon, insert to active list.
551          */
552         pc->flags = pcg_default_flags[ctype];
553
554         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
555
556         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
557         __mem_cgroup_add_list(mz, pc);
558         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
559         unlock_page_cgroup(pc);
560
561 done:
562         return 0;
563 out:
564         css_put(&mem->css);
565         return -ENOMEM;
566 }
567
568 int mem_cgroup_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
569 {
570         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
571                 return 0;
572         if (PageCompound(page))
573                 return 0;
574         /*
575          * If already mapped, we don't have to account.
576          * If page cache, page->mapping has address_space.
577          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
578          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
579          * is NULL.
580          */
581         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
582                 return 0;
583         if (unlikely(!mm))
584                 mm = &init_mm;
585         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
586                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED, NULL);
587 }
588
589 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
590                                 gfp_t gfp_mask)
591 {
592         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
593                 return 0;
594         if (PageCompound(page))
595                 return 0;
596         /*
597          * Corner case handling. This is called from add_to_page_cache()
598          * in usual. But some FS (shmem) precharges this page before calling it
599          * and call add_to_page_cache() with GFP_NOWAIT.
600          *
601          * For GFP_NOWAIT case, the page may be pre-charged before calling
602          * add_to_page_cache(). (See shmem.c) check it here and avoid to call
603          * charge twice. (It works but has to pay a bit larger cost.)
604          */
605         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
606                 struct page_cgroup *pc;
607
608
609                 pc = lookup_page_cgroup(page);
610                 if (!pc)
611                         return 0;
612                 lock_page_cgroup(pc);
613                 if (PageCgroupUsed(pc)) {
614                         unlock_page_cgroup(pc);
615                         return 0;
616                 }
617                 unlock_page_cgroup(pc);
618         }
619
620         if (unlikely(!mm))
621                 mm = &init_mm;
622
623         if (page_is_file_cache(page))
624                 return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
625                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE, NULL);
626         else
627                 return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
628                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM, NULL);
629 }
630
631 /*
632  * uncharge if !page_mapped(page)
633  */
634 static void
635 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
636 {
637         struct page_cgroup *pc;
638         struct mem_cgroup *mem;
639         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
640         unsigned long flags;
641
642         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
643                 return;
644
645         /*
646          * Check if our page_cgroup is valid
647          */
648         pc = lookup_page_cgroup(page);
649         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
650                 return;
651
652         lock_page_cgroup(pc);
653         if ((ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED && page_mapped(page))
654              || !PageCgroupUsed(pc)) {
655                 /* This happens at race in zap_pte_range() and do_swap_page()*/
656                 unlock_page_cgroup(pc);
657                 return;
658         }
659         ClearPageCgroupUsed(pc);
660         mem = pc->mem_cgroup;
661
662         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc);
663         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
664         __mem_cgroup_remove_list(mz, pc);
665         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
666         unlock_page_cgroup(pc);
667
668         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE);
669         css_put(&mem->css);
670
671         return;
672 }
673
674 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
675 {
676         /* early check. */
677         if (page_mapped(page))
678                 return;
679         if (page->mapping && !PageAnon(page))
680                 return;
681         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
682 }
683
684 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
685 {
686         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
687         VM_BUG_ON(page->mapping);
688         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
689 }
690
691 /*
692  * Before starting migration, account against new page.
693  */
694 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page, struct page *newpage)
695 {
696         struct page_cgroup *pc;
697         struct mem_cgroup *mem = NULL;
698         enum charge_type ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
699         int ret = 0;
700
701         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
702                 return 0;
703
704         pc = lookup_page_cgroup(page);
705         lock_page_cgroup(pc);
706         if (PageCgroupUsed(pc)) {
707                 mem = pc->mem_cgroup;
708                 css_get(&mem->css);
709                 if (PageCgroupCache(pc)) {
710                         if (page_is_file_cache(page))
711                                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
712                         else
713                                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
714                 }
715         }
716         unlock_page_cgroup(pc);
717         if (mem) {
718                 ret = mem_cgroup_charge_common(newpage, NULL, GFP_KERNEL,
719                         ctype, mem);
720                 css_put(&mem->css);
721         }
722         return ret;
723 }
724
725 /* remove redundant charge if migration failed*/
726 void mem_cgroup_end_migration(struct page *newpage)
727 {
728         /*
729          * At success, page->mapping is not NULL.
730          * special rollback care is necessary when
731          * 1. at migration failure. (newpage->mapping is cleared in this case)
732          * 2. the newpage was moved but not remapped again because the task
733          *    exits and the newpage is obsolete. In this case, the new page
734          *    may be a swapcache. So, we just call mem_cgroup_uncharge_page()
735          *    always for avoiding mess. The  page_cgroup will be removed if
736          *    unnecessary. File cache pages is still on radix-tree. Don't
737          *    care it.
738          */
739         if (!newpage->mapping)
740                 __mem_cgroup_uncharge_common(newpage,
741                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
742         else if (PageAnon(newpage))
743                 mem_cgroup_uncharge_page(newpage);
744 }
745
746 /*
747  * A call to try to shrink memory usage under specified resource controller.
748  * This is typically used for page reclaiming for shmem for reducing side
749  * effect of page allocation from shmem, which is used by some mem_cgroup.
750  */
751 int mem_cgroup_shrink_usage(struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
752 {
753         struct mem_cgroup *mem;
754         int progress = 0;
755         int retry = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
756
757         if (mem_cgroup_subsys.disabled)
758                 return 0;
759         if (!mm)
760                 return 0;
761
762         rcu_read_lock();
763         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
764         if (unlikely(!mem)) {
765                 rcu_read_unlock();
766                 return 0;
767         }
768         css_get(&mem->css);
769         rcu_read_unlock();
770
771         do {
772                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, gfp_mask);
773                 progress += res_counter_check_under_limit(&mem->res);
774         } while (!progress && --retry);
775
776         css_put(&mem->css);
777         if (!retry)
778                 return -ENOMEM;
779         return 0;
780 }
781
782 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
783                                    unsigned long long val)
784 {
785
786         int retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
787         int progress;
788         int ret = 0;
789
790         while (res_counter_set_limit(&memcg->res, val)) {
791                 if (signal_pending(current)) {
792                         ret = -EINTR;
793                         break;
794                 }
795                 if (!retry_count) {
796                         ret = -EBUSY;
797                         break;
798                 }
799                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL);
800                 if (!progress)
801                         retry_count--;
802         }
803         return ret;
804 }
805
806
807 /*
808  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
809  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
810  */
811 #define FORCE_UNCHARGE_BATCH    (128)
812 static void mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
813                             struct mem_cgroup_per_zone *mz,
814                             enum lru_list lru)
815 {
816         struct page_cgroup *pc;
817         struct page *page;
818         int count = FORCE_UNCHARGE_BATCH;
819         unsigned long flags;
820         struct list_head *list;
821
822         list = &mz->lists[lru];
823
824         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
825         while (!list_empty(list)) {
826                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
827                 page = pc->page;
828                 if (!PageCgroupUsed(pc))
829                         break;
830                 get_page(page);
831                 spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
832                 /*
833                  * Check if this page is on LRU. !LRU page can be found
834                  * if it's under page migration.
835                  */
836                 if (PageLRU(page)) {
837                         __mem_cgroup_uncharge_common(page,
838                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
839                         put_page(page);
840                         if (--count <= 0) {
841                                 count = FORCE_UNCHARGE_BATCH;
842                                 cond_resched();
843                         }
844                 } else {
845                         spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
846                         break;
847                 }
848                 spin_lock_irqsave(&mz->lru_lock, flags);
849         }
850         spin_unlock_irqrestore(&mz->lru_lock, flags);
851 }
852
853 /*
854  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
855  * This enables deleting this mem_cgroup.
856  */
857 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem)
858 {
859         int ret = -EBUSY;
860         int node, zid;
861
862         css_get(&mem->css);
863         /*
864          * page reclaim code (kswapd etc..) will move pages between
865          * active_list <-> inactive_list while we don't take a lock.
866          * So, we have to do loop here until all lists are empty.
867          */
868         while (mem->res.usage > 0) {
869                 if (atomic_read(&mem->css.cgroup->count) > 0)
870                         goto out;
871                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
872                 lru_add_drain_all();
873                 for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
874                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
875                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
876                                 enum lru_list l;
877                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
878                                 for_each_lru(l)
879                                         mem_cgroup_force_empty_list(mem, mz, l);
880                         }
881                 cond_resched();
882         }
883         ret = 0;
884 out:
885         css_put(&mem->css);
886         return ret;
887 }
888
889 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
890 {
891         return res_counter_read_u64(&mem_cgroup_from_cont(cont)->res,
892                                     cft->private);
893 }
894 /*
895  * The user of this function is...
896  * RES_LIMIT.
897  */
898 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
899                             const char *buffer)
900 {
901         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
902         unsigned long long val;
903         int ret;
904
905         switch (cft->private) {
906         case RES_LIMIT:
907                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
908                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
909                 if (!ret)
910                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
911                 break;
912         default:
913                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
914                 break;
915         }
916         return ret;
917 }
918
919 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
920 {
921         struct mem_cgroup *mem;
922
923         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
924         switch (event) {
925         case RES_MAX_USAGE:
926                 res_counter_reset_max(&mem->res);
927                 break;
928         case RES_FAILCNT:
929                 res_counter_reset_failcnt(&mem->res);
930                 break;
931         }
932         return 0;
933 }
934
935 static int mem_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
936 {
937         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont));
938 }
939
940 static const struct mem_cgroup_stat_desc {
941         const char *msg;
942         u64 unit;
943 } mem_cgroup_stat_desc[] = {
944         [MEM_CGROUP_STAT_CACHE] = { "cache", PAGE_SIZE, },
945         [MEM_CGROUP_STAT_RSS] = { "rss", PAGE_SIZE, },
946         [MEM_CGROUP_STAT_PGPGIN_COUNT] = {"pgpgin", 1, },
947         [MEM_CGROUP_STAT_PGPGOUT_COUNT] = {"pgpgout", 1, },
948 };
949
950 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
951                                  struct cgroup_map_cb *cb)
952 {
953         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
954         struct mem_cgroup_stat *stat = &mem_cont->stat;
955         int i;
956
957         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(stat->cpustat[0].count); i++) {
958                 s64 val;
959
960                 val = mem_cgroup_read_stat(stat, i);
961                 val *= mem_cgroup_stat_desc[i].unit;
962                 cb->fill(cb, mem_cgroup_stat_desc[i].msg, val);
963         }
964         /* showing # of active pages */
965         {
966                 unsigned long active_anon, inactive_anon;
967                 unsigned long active_file, inactive_file;
968                 unsigned long unevictable;
969
970                 inactive_anon = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
971                                                 LRU_INACTIVE_ANON);
972                 active_anon = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
973                                                 LRU_ACTIVE_ANON);
974                 inactive_file = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
975                                                 LRU_INACTIVE_FILE);
976                 active_file = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
977                                                 LRU_ACTIVE_FILE);
978                 unevictable = mem_cgroup_get_all_zonestat(mem_cont,
979                                                         LRU_UNEVICTABLE);
980
981                 cb->fill(cb, "active_anon", (active_anon) * PAGE_SIZE);
982                 cb->fill(cb, "inactive_anon", (inactive_anon) * PAGE_SIZE);
983                 cb->fill(cb, "active_file", (active_file) * PAGE_SIZE);
984                 cb->fill(cb, "inactive_file", (inactive_file) * PAGE_SIZE);
985                 cb->fill(cb, "unevictable", unevictable * PAGE_SIZE);
986
987         }
988         return 0;
989 }
990
991 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
992         {
993                 .name = "usage_in_bytes",
994                 .private = RES_USAGE,
995                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
996         },
997         {
998                 .name = "max_usage_in_bytes",
999                 .private = RES_MAX_USAGE,
1000                 .trigger = mem_cgroup_reset,
1001                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
1002         },
1003         {
1004                 .name = "limit_in_bytes",
1005                 .private = RES_LIMIT,
1006                 .write_string = mem_cgroup_write,
1007                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
1008         },
1009         {
1010                 .name = "failcnt",
1011                 .private = RES_FAILCNT,
1012                 .trigger = mem_cgroup_reset,
1013                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
1014         },
1015         {
1016                 .name = "force_empty",
1017                 .trigger = mem_force_empty_write,
1018         },
1019         {
1020                 .name = "stat",
1021                 .read_map = mem_control_stat_show,
1022         },
1023 };
1024
1025 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
1026 {
1027         struct mem_cgroup_per_node *pn;
1028         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1029         enum lru_list l;
1030         int zone, tmp = node;
1031         /*
1032          * This routine is called against possible nodes.
1033          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
1034          *
1035          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
1036          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
1037          *       function.
1038          */
1039         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
1040                 tmp = -1;
1041         pn = kmalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
1042         if (!pn)
1043                 return 1;
1044
1045         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
1046         memset(pn, 0, sizeof(*pn));
1047
1048         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
1049                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
1050                 spin_lock_init(&mz->lru_lock);
1051                 for_each_lru(l)
1052                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lists[l]);
1053         }
1054         return 0;
1055 }
1056
1057 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
1058 {
1059         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
1060 }
1061
1062 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
1063 {
1064         struct mem_cgroup *mem;
1065
1066         if (sizeof(*mem) < PAGE_SIZE)
1067                 mem = kmalloc(sizeof(*mem), GFP_KERNEL);
1068         else
1069                 mem = vmalloc(sizeof(*mem));
1070
1071         if (mem)
1072                 memset(mem, 0, sizeof(*mem));
1073         return mem;
1074 }
1075
1076 static void mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *mem)
1077 {
1078         if (sizeof(*mem) < PAGE_SIZE)
1079                 kfree(mem);
1080         else
1081                 vfree(mem);
1082 }
1083
1084
1085 static struct cgroup_subsys_state *
1086 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
1087 {
1088         struct mem_cgroup *mem;
1089         int node;
1090
1091         if (unlikely((cont->parent) == NULL)) {
1092                 mem = &init_mem_cgroup;
1093         } else {
1094                 mem = mem_cgroup_alloc();
1095                 if (!mem)
1096                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1097         }
1098
1099         res_counter_init(&mem->res);
1100
1101         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1102                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
1103                         goto free_out;
1104
1105         return &mem->css;
1106 free_out:
1107         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1108                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1109         if (cont->parent != NULL)
1110                 mem_cgroup_free(mem);
1111         return ERR_PTR(-ENOMEM);
1112 }
1113
1114 static void mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1115                                         struct cgroup *cont)
1116 {
1117         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1118         mem_cgroup_force_empty(mem);
1119 }
1120
1121 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
1122                                 struct cgroup *cont)
1123 {
1124         int node;
1125         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1126
1127         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
1128                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
1129
1130         mem_cgroup_free(mem_cgroup_from_cont(cont));
1131 }
1132
1133 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
1134                                 struct cgroup *cont)
1135 {
1136         return cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
1137                                         ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
1138 }
1139
1140 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
1141                                 struct cgroup *cont,
1142                                 struct cgroup *old_cont,
1143                                 struct task_struct *p)
1144 {
1145         struct mm_struct *mm;
1146         struct mem_cgroup *mem, *old_mem;
1147
1148         mm = get_task_mm(p);
1149         if (mm == NULL)
1150                 return;
1151
1152         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
1153         old_mem = mem_cgroup_from_cont(old_cont);
1154
1155         /*
1156          * Only thread group leaders are allowed to migrate, the mm_struct is
1157          * in effect owned by the leader
1158          */
1159         if (!thread_group_leader(p))
1160                 goto out;
1161
1162 out:
1163         mmput(mm);
1164 }
1165
1166 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
1167         .name = "memory",
1168         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
1169         .create = mem_cgroup_create,
1170         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
1171         .destroy = mem_cgroup_destroy,
1172         .populate = mem_cgroup_populate,
1173         .attach = mem_cgroup_move_task,
1174         .early_init = 0,
1175 };