mm: bugfix: set current->reclaim_state to NULL while returning from kswapd()
[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_STAT_NSTATS,
93 };
94
95 enum mem_cgroup_events_index {
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
102 };
103 /*
104  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
105  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
106  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
107  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
108  */
109 enum mem_cgroup_events_target {
110         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
111         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
112         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
113         MEM_CGROUP_NTARGETS,
114 };
115 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
116 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
117 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
118
119 struct mem_cgroup_stat_cpu {
120         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
121         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
122         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
123 };
124
125 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
126         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
127         int position;
128         /* scan generation, increased every round-trip */
129         unsigned int generation;
130 };
131
132 /*
133  * per-zone information in memory controller.
134  */
135 struct mem_cgroup_per_zone {
136         struct lruvec           lruvec;
137         unsigned long           lru_size[NR_LRU_LISTS];
138
139         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
140
141         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
142         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
143         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
144                                                 /* the soft limit is exceeded*/
145         bool                    on_tree;
146         struct mem_cgroup       *memcg;         /* Back pointer, we cannot */
147                                                 /* use container_of        */
148 };
149
150 struct mem_cgroup_per_node {
151         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
152 };
153
154 struct mem_cgroup_lru_info {
155         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
156 };
157
158 /*
159  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
160  * their hierarchy representation
161  */
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
164         struct rb_root rb_root;
165         spinlock_t lock;
166 };
167
168 struct mem_cgroup_tree_per_node {
169         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
170 };
171
172 struct mem_cgroup_tree {
173         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
174 };
175
176 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
177
178 struct mem_cgroup_threshold {
179         struct eventfd_ctx *eventfd;
180         u64 threshold;
181 };
182
183 /* For threshold */
184 struct mem_cgroup_threshold_ary {
185         /* An array index points to threshold just below usage. */
186         int current_threshold;
187         /* Size of entries[] */
188         unsigned int size;
189         /* Array of thresholds */
190         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
191 };
192
193 struct mem_cgroup_thresholds {
194         /* Primary thresholds array */
195         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
196         /*
197          * Spare threshold array.
198          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
199          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
200          */
201         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
202 };
203
204 /* for OOM */
205 struct mem_cgroup_eventfd_list {
206         struct list_head list;
207         struct eventfd_ctx *eventfd;
208 };
209
210 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
211 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
212
213 /*
214  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
215  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
216  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
217  * to help the administrator determine what knobs to tune.
218  *
219  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
220  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
221  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
222  * a feature that will be implemented much later in the future.
223  */
224 struct mem_cgroup {
225         struct cgroup_subsys_state css;
226         /*
227          * the counter to account for memory usage
228          */
229         struct res_counter res;
230
231         union {
232                 /*
233                  * the counter to account for mem+swap usage.
234                  */
235                 struct res_counter memsw;
236
237                 /*
238                  * rcu_freeing is used only when freeing struct mem_cgroup,
239                  * so put it into a union to avoid wasting more memory.
240                  * It must be disjoint from the css field.  It could be
241                  * in a union with the res field, but res plays a much
242                  * larger part in mem_cgroup life than memsw, and might
243                  * be of interest, even at time of free, when debugging.
244                  * So share rcu_head with the less interesting memsw.
245                  */
246                 struct rcu_head rcu_freeing;
247                 /*
248                  * But when using vfree(), that cannot be done at
249                  * interrupt time, so we must then queue the work.
250                  */
251                 struct work_struct work_freeing;
252         };
253
254         /*
255          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
256          * per zone LRU lists.
257          */
258         struct mem_cgroup_lru_info info;
259         int last_scanned_node;
260 #if MAX_NUMNODES > 1
261         nodemask_t      scan_nodes;
262         atomic_t        numainfo_events;
263         atomic_t        numainfo_updating;
264 #endif
265         /*
266          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
267          */
268         bool use_hierarchy;
269
270         bool            oom_lock;
271         atomic_t        under_oom;
272
273         atomic_t        refcnt;
274
275         int     swappiness;
276         /* OOM-Killer disable */
277         int             oom_kill_disable;
278
279         /* set when res.limit == memsw.limit */
280         bool            memsw_is_minimum;
281
282         /* protect arrays of thresholds */
283         struct mutex thresholds_lock;
284
285         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
286         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
287
288         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
289         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
290
291         /* For oom notifier event fd */
292         struct list_head oom_notify;
293
294         /*
295          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
296          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
297          */
298         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
299         /*
300          * set > 0 if pages under this cgroup are moving to other cgroup.
301          */
302         atomic_t        moving_account;
303         /* taken only while moving_account > 0 */
304         spinlock_t      move_lock;
305         /*
306          * percpu counter.
307          */
308         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
309         /*
310          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
311          * See mem_cgroup_read_stat().
312          */
313         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
314         spinlock_t pcp_counter_lock;
315
316 #ifdef CONFIG_INET
317         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
318 #endif
319 };
320
321 /* Stuffs for move charges at task migration. */
322 /*
323  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
324  * left-shifted bitmap of these types.
325  */
326 enum move_type {
327         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
328         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
329         NR_MOVE_TYPE,
330 };
331
332 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
333 static struct move_charge_struct {
334         spinlock_t        lock; /* for from, to */
335         struct mem_cgroup *from;
336         struct mem_cgroup *to;
337         unsigned long precharge;
338         unsigned long moved_charge;
339         unsigned long moved_swap;
340         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
341         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
342 } mc = {
343         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
344         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
345 };
346
347 static bool move_anon(void)
348 {
349         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
350                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
351 }
352
353 static bool move_file(void)
354 {
355         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
356                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
357 }
358
359 /*
360  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
361  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
362  */
363 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
364 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
365
366 enum charge_type {
367         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
368         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
369         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
370         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
371         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
372         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
373         NR_CHARGE_TYPE,
374 };
375
376 /* for encoding cft->private value on file */
377 #define _MEM                    (0)
378 #define _MEMSWAP                (1)
379 #define _OOM_TYPE               (2)
380 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
381 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
382 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
383 /* Used for OOM nofiier */
384 #define OOM_CONTROL             (0)
385
386 /*
387  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
388  */
389 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
390 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
391 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
392 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
393
394 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
395 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
396
397 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
398 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
399 #include <net/sock.h>
400 #include <net/ip.h>
401
402 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
403 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
404 {
405         if (mem_cgroup_sockets_enabled) {
406                 struct mem_cgroup *memcg;
407
408                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
409
410                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
411                  * filled. It won't however, necessarily happen from
412                  * process context. So the test for root memcg given
413                  * the current task's memcg won't help us in this case.
414                  *
415                  * Respecting the original socket's memcg is a better
416                  * decision in this case.
417                  */
418                 if (sk->sk_cgrp) {
419                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
420                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
421                         return;
422                 }
423
424                 rcu_read_lock();
425                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
426                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
427                         mem_cgroup_get(memcg);
428                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
429                 }
430                 rcu_read_unlock();
431         }
432 }
433 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
434
435 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
436 {
437         if (mem_cgroup_sockets_enabled && sk->sk_cgrp) {
438                 struct mem_cgroup *memcg;
439                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
440                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
441                 mem_cgroup_put(memcg);
442         }
443 }
444
445 #ifdef CONFIG_INET
446 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
447 {
448         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
449                 return NULL;
450
451         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
452 }
453 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
454 #endif /* CONFIG_INET */
455 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
456
457 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
458
459 static struct mem_cgroup_per_zone *
460 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
461 {
462         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
463 }
464
465 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
466 {
467         return &memcg->css;
468 }
469
470 static struct mem_cgroup_per_zone *
471 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
472 {
473         int nid = page_to_nid(page);
474         int zid = page_zonenum(page);
475
476         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
477 }
478
479 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
480 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
481 {
482         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
483 }
484
485 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
486 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
487 {
488         int nid = page_to_nid(page);
489         int zid = page_zonenum(page);
490
491         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
492 }
493
494 static void
495 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
496                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
497                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
498                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
499 {
500         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
501         struct rb_node *parent = NULL;
502         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
503
504         if (mz->on_tree)
505                 return;
506
507         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
508         if (!mz->usage_in_excess)
509                 return;
510         while (*p) {
511                 parent = *p;
512                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
513                                         tree_node);
514                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
515                         p = &(*p)->rb_left;
516                 /*
517                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
518                  * limit by the same amount
519                  */
520                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
521                         p = &(*p)->rb_right;
522         }
523         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
524         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
525         mz->on_tree = true;
526 }
527
528 static void
529 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
530                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
531                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
532 {
533         if (!mz->on_tree)
534                 return;
535         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
536         mz->on_tree = false;
537 }
538
539 static void
540 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
541                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
542                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
543 {
544         spin_lock(&mctz->lock);
545         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
546         spin_unlock(&mctz->lock);
547 }
548
549
550 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
551 {
552         unsigned long long excess;
553         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
554         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
555         int nid = page_to_nid(page);
556         int zid = page_zonenum(page);
557         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
558
559         /*
560          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
561          * because their event counter is not touched.
562          */
563         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
564                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
565                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
566                 /*
567                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
568                  * mem is over its softlimit.
569                  */
570                 if (excess || mz->on_tree) {
571                         spin_lock(&mctz->lock);
572                         /* if on-tree, remove it */
573                         if (mz->on_tree)
574                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
575                         /*
576                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
577                          * If excess is 0, no tree ops.
578                          */
579                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
580                         spin_unlock(&mctz->lock);
581                 }
582         }
583 }
584
585 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
586 {
587         int node, zone;
588         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
589         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
590
591         for_each_node(node) {
592                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
593                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
594                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
595                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
596                 }
597         }
598 }
599
600 static struct mem_cgroup_per_zone *
601 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
602 {
603         struct rb_node *rightmost = NULL;
604         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
605
606 retry:
607         mz = NULL;
608         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
609         if (!rightmost)
610                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
611
612         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
613         /*
614          * Remove the node now but someone else can add it back,
615          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
616          * position in the tree.
617          */
618         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
619         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res) ||
620                 !css_tryget(&mz->memcg->css))
621                 goto retry;
622 done:
623         return mz;
624 }
625
626 static struct mem_cgroup_per_zone *
627 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
628 {
629         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
630
631         spin_lock(&mctz->lock);
632         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
633         spin_unlock(&mctz->lock);
634         return mz;
635 }
636
637 /*
638  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
639  *
640  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
641  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
642  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
643  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
644  *
645  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
646  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
647  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
648  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
649  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
650  *
651  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
652  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
653  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
654  * implemented.
655  */
656 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
657                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
658 {
659         long val = 0;
660         int cpu;
661
662         get_online_cpus();
663         for_each_online_cpu(cpu)
664                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
665 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
666         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
667         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
668         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
669 #endif
670         put_online_cpus();
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool charge)
676 {
677         int val = (charge) ? 1 : -1;
678         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
679 }
680
681 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
682                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
683 {
684         unsigned long val = 0;
685         int cpu;
686
687         for_each_online_cpu(cpu)
688                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
689 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
690         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
691         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
692         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
693 #endif
694         return val;
695 }
696
697 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
698                                          bool anon, int nr_pages)
699 {
700         preempt_disable();
701
702         /*
703          * Here, RSS means 'mapped anon' and anon's SwapCache. Shmem/tmpfs is
704          * counted as CACHE even if it's on ANON LRU.
705          */
706         if (anon)
707                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
708                                 nr_pages);
709         else
710                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
711                                 nr_pages);
712
713         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
714         if (nr_pages > 0)
715                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
716         else {
717                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
718                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
719         }
720
721         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
722
723         preempt_enable();
724 }
725
726 unsigned long
727 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
728                         unsigned int lru_mask)
729 {
730         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
731         enum lru_list lru;
732         unsigned long ret = 0;
733
734         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
735
736         for_each_lru(lru) {
737                 if (BIT(lru) & lru_mask)
738                         ret += mz->lru_size[lru];
739         }
740         return ret;
741 }
742
743 static unsigned long
744 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
745                         int nid, unsigned int lru_mask)
746 {
747         u64 total = 0;
748         int zid;
749
750         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
751                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
752                                                 nid, zid, lru_mask);
753
754         return total;
755 }
756
757 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
758                         unsigned int lru_mask)
759 {
760         int nid;
761         u64 total = 0;
762
763         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
764                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
765         return total;
766 }
767
768 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
769                                        enum mem_cgroup_events_target target)
770 {
771         unsigned long val, next;
772
773         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
774         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
775         /* from time_after() in jiffies.h */
776         if ((long)next - (long)val < 0) {
777                 switch (target) {
778                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
779                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
780                         break;
781                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
782                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
783                         break;
784                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
785                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
786                         break;
787                 default:
788                         break;
789                 }
790                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
791                 return true;
792         }
793         return false;
794 }
795
796 /*
797  * Check events in order.
798  *
799  */
800 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
801 {
802         preempt_disable();
803         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
804         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
805                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
806                 bool do_softlimit;
807                 bool do_numainfo __maybe_unused;
808
809                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
810                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
811 #if MAX_NUMNODES > 1
812                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
813                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
814 #endif
815                 preempt_enable();
816
817                 mem_cgroup_threshold(memcg);
818                 if (unlikely(do_softlimit))
819                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
820 #if MAX_NUMNODES > 1
821                 if (unlikely(do_numainfo))
822                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
823 #endif
824         } else
825                 preempt_enable();
826 }
827
828 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
829 {
830         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
831                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
832                                 css);
833 }
834
835 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
836 {
837         /*
838          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
839          * if it races with swapoff, page migration, etc.
840          * So this can be called with p == NULL.
841          */
842         if (unlikely(!p))
843                 return NULL;
844
845         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
846                                 struct mem_cgroup, css);
847 }
848
849 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
850 {
851         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
852
853         if (!mm)
854                 return NULL;
855         /*
856          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
857          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
858          * pessimistic (rather than adding locks here).
859          */
860         rcu_read_lock();
861         do {
862                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
863                 if (unlikely(!memcg))
864                         break;
865         } while (!css_tryget(&memcg->css));
866         rcu_read_unlock();
867         return memcg;
868 }
869
870 /**
871  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
872  * @root: hierarchy root
873  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
874  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
875  *
876  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
877  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
878  *
879  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
880  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
881  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
882  *
883  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
884  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
885  * reclaimers operating on the same zone and priority.
886  */
887 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
888                                    struct mem_cgroup *prev,
889                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
890 {
891         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
892         int id = 0;
893
894         if (mem_cgroup_disabled())
895                 return NULL;
896
897         if (!root)
898                 root = root_mem_cgroup;
899
900         if (prev && !reclaim)
901                 id = css_id(&prev->css);
902
903         if (prev && prev != root)
904                 css_put(&prev->css);
905
906         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
907                 if (prev)
908                         return NULL;
909                 return root;
910         }
911
912         while (!memcg) {
913                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
914                 struct cgroup_subsys_state *css;
915
916                 if (reclaim) {
917                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
918                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
919                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
920
921                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
922                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
923                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
924                                 return NULL;
925                         id = iter->position;
926                 }
927
928                 rcu_read_lock();
929                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
930                 if (css) {
931                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
932                                 memcg = container_of(css,
933                                                      struct mem_cgroup, css);
934                 } else
935                         id = 0;
936                 rcu_read_unlock();
937
938                 if (reclaim) {
939                         iter->position = id;
940                         if (!css)
941                                 iter->generation++;
942                         else if (!prev && memcg)
943                                 reclaim->generation = iter->generation;
944                 }
945
946                 if (prev && !css)
947                         return NULL;
948         }
949         return memcg;
950 }
951
952 /**
953  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
954  * @root: hierarchy root
955  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
956  */
957 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
958                            struct mem_cgroup *prev)
959 {
960         if (!root)
961                 root = root_mem_cgroup;
962         if (prev && prev != root)
963                 css_put(&prev->css);
964 }
965
966 /*
967  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
968  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
969  * be used for reference counting.
970  */
971 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
972         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
973              iter != NULL;                              \
974              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
975
976 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
977         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
978              iter != NULL;                              \
979              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
980
981 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
982 {
983         return (memcg == root_mem_cgroup);
984 }
985
986 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
987 {
988         struct mem_cgroup *memcg;
989
990         if (!mm)
991                 return;
992
993         rcu_read_lock();
994         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
995         if (unlikely(!memcg))
996                 goto out;
997
998         switch (idx) {
999         case PGFAULT:
1000                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
1001                 break;
1002         case PGMAJFAULT:
1003                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
1004                 break;
1005         default:
1006                 BUG();
1007         }
1008 out:
1009         rcu_read_unlock();
1010 }
1011 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
1012
1013 /**
1014  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
1015  * @zone: zone of the wanted lruvec
1016  * @mem: memcg of the wanted lruvec
1017  *
1018  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
1019  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
1020  * is disabled.
1021  */
1022 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
1023                                       struct mem_cgroup *memcg)
1024 {
1025         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1026
1027         if (mem_cgroup_disabled())
1028                 return &zone->lruvec;
1029
1030         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1031         return &mz->lruvec;
1032 }
1033
1034 /*
1035  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1036  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1037  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1038  *
1039  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1040  * 1. charge
1041  * 2. moving account
1042  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1043  * It is added to LRU before charge.
1044  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1045  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1046  */
1047
1048 /**
1049  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1050  * @zone: zone of the page
1051  * @page: the page
1052  * @lru: current lru
1053  *
1054  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1055  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1056  *
1057  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1058  * the returned lruvec->lists[@lru].
1059  */
1060 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1061                                        enum lru_list lru)
1062 {
1063         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1064         struct mem_cgroup *memcg;
1065         struct page_cgroup *pc;
1066
1067         if (mem_cgroup_disabled())
1068                 return &zone->lruvec;
1069
1070         pc = lookup_page_cgroup(page);
1071         memcg = pc->mem_cgroup;
1072
1073         /*
1074          * Surreptitiously switch any uncharged page to root:
1075          * an uncharged page off lru does nothing to secure
1076          * its former mem_cgroup from sudden removal.
1077          *
1078          * Our caller holds lru_lock, and PageCgroupUsed is updated
1079          * under page_cgroup lock: between them, they make all uses
1080          * of pc->mem_cgroup safe.
1081          */
1082         if (!PageCgroupUsed(pc) && memcg != root_mem_cgroup)
1083                 pc->mem_cgroup = memcg = root_mem_cgroup;
1084
1085         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1086         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1087         mz->lru_size[lru] += 1 << compound_order(page);
1088         return &mz->lruvec;
1089 }
1090
1091 /**
1092  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1093  * @page: the page
1094  * @lru: target lru
1095  *
1096  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1097  *
1098  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1099  * @page->lru.
1100  */
1101 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1102 {
1103         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1104         struct mem_cgroup *memcg;
1105         struct page_cgroup *pc;
1106
1107         if (mem_cgroup_disabled())
1108                 return;
1109
1110         pc = lookup_page_cgroup(page);
1111         memcg = pc->mem_cgroup;
1112         VM_BUG_ON(!memcg);
1113         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1114         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1115         VM_BUG_ON(mz->lru_size[lru] < (1 << compound_order(page)));
1116         mz->lru_size[lru] -= 1 << compound_order(page);
1117 }
1118
1119 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1120 {
1121         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1122 }
1123
1124 /**
1125  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1126  * @zone: zone of the page
1127  * @page: the page
1128  * @from: current lru
1129  * @to: target lru
1130  *
1131  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1132  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1133  * @page is charged to.
1134  *
1135  * The callsite is then responsible for physically relinking
1136  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1137  */
1138 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1139                                          struct page *page,
1140                                          enum lru_list from,
1141                                          enum lru_list to)
1142 {
1143         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1144         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1145         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1150  * hierarchy subtree
1151  */
1152 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1153                 struct mem_cgroup *memcg)
1154 {
1155         if (root_memcg != memcg) {
1156                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1157                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1158         }
1159
1160         return true;
1161 }
1162
1163 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1164 {
1165         int ret;
1166         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1167         struct task_struct *p;
1168
1169         p = find_lock_task_mm(task);
1170         if (p) {
1171                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1172                 task_unlock(p);
1173         } else {
1174                 /*
1175                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1176                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1177                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1178                  */
1179                 task_lock(task);
1180                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1181                 if (curr)
1182                         css_get(&curr->css);
1183                 task_unlock(task);
1184         }
1185         if (!curr)
1186                 return 0;
1187         /*
1188          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1189          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1190          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1191          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1192          */
1193         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1194         css_put(&curr->css);
1195         return ret;
1196 }
1197
1198 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1199 {
1200         unsigned long inactive_ratio;
1201         int nid = zone_to_nid(zone);
1202         int zid = zone_idx(zone);
1203         unsigned long inactive;
1204         unsigned long active;
1205         unsigned long gb;
1206
1207         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1208                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1209         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1210                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1211
1212         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1213         if (gb)
1214                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1215         else
1216                 inactive_ratio = 1;
1217
1218         return inactive * inactive_ratio < active;
1219 }
1220
1221 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1222 {
1223         unsigned long active;
1224         unsigned long inactive;
1225         int zid = zone_idx(zone);
1226         int nid = zone_to_nid(zone);
1227
1228         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1229                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1230         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1231                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1232
1233         return (active > inactive);
1234 }
1235
1236 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1237                                                       struct zone *zone)
1238 {
1239         int nid = zone_to_nid(zone);
1240         int zid = zone_idx(zone);
1241         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1242
1243         return &mz->reclaim_stat;
1244 }
1245
1246 struct zone_reclaim_stat *
1247 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1248 {
1249         struct page_cgroup *pc;
1250         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1251
1252         if (mem_cgroup_disabled())
1253                 return NULL;
1254
1255         pc = lookup_page_cgroup(page);
1256         if (!PageCgroupUsed(pc))
1257                 return NULL;
1258         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1259         smp_rmb();
1260         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1261         return &mz->reclaim_stat;
1262 }
1263
1264 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1265         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1266
1267 /**
1268  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1269  * @mem: the memory cgroup
1270  *
1271  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1272  * pages.
1273  */
1274 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1275 {
1276         unsigned long long margin;
1277
1278         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1279         if (do_swap_account)
1280                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1281         return margin >> PAGE_SHIFT;
1282 }
1283
1284 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1285 {
1286         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1287
1288         /* root ? */
1289         if (cgrp->parent == NULL)
1290                 return vm_swappiness;
1291
1292         return memcg->swappiness;
1293 }
1294
1295 /*
1296  * memcg->moving_account is used for checking possibility that some thread is
1297  * calling move_account(). When a thread on CPU-A starts moving pages under
1298  * a memcg, other threads should check memcg->moving_account under
1299  * rcu_read_lock(), like this:
1300  *
1301  *         CPU-A                                    CPU-B
1302  *                                              rcu_read_lock()
1303  *         memcg->moving_account+1              if (memcg->mocing_account)
1304  *                                                   take heavy locks.
1305  *         synchronize_rcu()                    update something.
1306  *                                              rcu_read_unlock()
1307  *         start move here.
1308  */
1309
1310 /* for quick checking without looking up memcg */
1311 atomic_t memcg_moving __read_mostly;
1312
1313 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1314 {
1315         atomic_inc(&memcg_moving);
1316         atomic_inc(&memcg->moving_account);
1317         synchronize_rcu();
1318 }
1319
1320 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1321 {
1322         /*
1323          * Now, mem_cgroup_clear_mc() may call this function with NULL.
1324          * We check NULL in callee rather than caller.
1325          */
1326         if (memcg) {
1327                 atomic_dec(&memcg_moving);
1328                 atomic_dec(&memcg->moving_account);
1329         }
1330 }
1331
1332 /*
1333  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1334  *
1335  * mem_cgroup_stolen() -  checking whether a cgroup is mc.from or not. This
1336  *                        is used for avoiding races in accounting.  If true,
1337  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1338  *
1339  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1340  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1341  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1342  */
1343
1344 static bool mem_cgroup_stolen(struct mem_cgroup *memcg)
1345 {
1346         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1347         return atomic_read(&memcg->moving_account) > 0;
1348 }
1349
1350 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1351 {
1352         struct mem_cgroup *from;
1353         struct mem_cgroup *to;
1354         bool ret = false;
1355         /*
1356          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1357          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1358          */
1359         spin_lock(&mc.lock);
1360         from = mc.from;
1361         to = mc.to;
1362         if (!from)
1363                 goto unlock;
1364
1365         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1366                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1367 unlock:
1368         spin_unlock(&mc.lock);
1369         return ret;
1370 }
1371
1372 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1373 {
1374         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1375                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1376                         DEFINE_WAIT(wait);
1377                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1378                         /* moving charge context might have finished. */
1379                         if (mc.moving_task)
1380                                 schedule();
1381                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1382                         return true;
1383                 }
1384         }
1385         return false;
1386 }
1387
1388 /*
1389  * Take this lock when
1390  * - a code tries to modify page's memcg while it's USED.
1391  * - a code tries to modify page state accounting in a memcg.
1392  * see mem_cgroup_stolen(), too.
1393  */
1394 static void move_lock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1395                                   unsigned long *flags)
1396 {
1397         spin_lock_irqsave(&memcg->move_lock, *flags);
1398 }
1399
1400 static void move_unlock_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg,
1401                                 unsigned long *flags)
1402 {
1403         spin_unlock_irqrestore(&memcg->move_lock, *flags);
1404 }
1405
1406 /**
1407  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1408  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1409  * @p: Task that is going to be killed
1410  *
1411  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1412  * enabled
1413  */
1414 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1415 {
1416         struct cgroup *task_cgrp;
1417         struct cgroup *mem_cgrp;
1418         /*
1419          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1420          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1421          * If this assumption is broken, revisit this code.
1422          */
1423         static char memcg_name[PATH_MAX];
1424         int ret;
1425
1426         if (!memcg || !p)
1427                 return;
1428
1429         rcu_read_lock();
1430
1431         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1432         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1433
1434         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1435         if (ret < 0) {
1436                 /*
1437                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1438                  * But we'll still print out the usage information
1439                  */
1440                 rcu_read_unlock();
1441                 goto done;
1442         }
1443         rcu_read_unlock();
1444
1445         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1446
1447         rcu_read_lock();
1448         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1449         if (ret < 0) {
1450                 rcu_read_unlock();
1451                 goto done;
1452         }
1453         rcu_read_unlock();
1454
1455         /*
1456          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1457          */
1458         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1459 done:
1460
1461         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1462                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1463                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1464                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1465         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1466                 "failcnt %llu\n",
1467                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1468                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1469                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1470 }
1471
1472 /*
1473  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1474  * 1(self count) if no children.
1475  */
1476 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1477 {
1478         int num = 0;
1479         struct mem_cgroup *iter;
1480
1481         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1482                 num++;
1483         return num;
1484 }
1485
1486 /*
1487  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1488  */
1489 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1490 {
1491         u64 limit;
1492         u64 memsw;
1493
1494         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1495         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1496
1497         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1498         /*
1499          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1500          * to this memcg, return that limit.
1501          */
1502         return min(limit, memsw);
1503 }
1504
1505 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1506                                         gfp_t gfp_mask,
1507                                         unsigned long flags)
1508 {
1509         unsigned long total = 0;
1510         bool noswap = false;
1511         int loop;
1512
1513         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1514                 noswap = true;
1515         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1516                 noswap = true;
1517
1518         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1519                 if (loop)
1520                         drain_all_stock_async(memcg);
1521                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1522                 /*
1523                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1524                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1525                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1526                  */
1527                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1528                         break;
1529                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1530                         break;
1531                 /*
1532                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1533                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1534                  */
1535                 if (loop && !total)
1536                         break;
1537         }
1538         return total;
1539 }
1540
1541 /**
1542  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1543  * @mem: the target memcg
1544  * @nid: the node ID to be checked.
1545  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1546  *
1547  * This function returns whether the specified memcg contains any
1548  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1549  * pages in the node.
1550  */
1551 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1552                 int nid, bool noswap)
1553 {
1554         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1555                 return true;
1556         if (noswap || !total_swap_pages)
1557                 return false;
1558         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1559                 return true;
1560         return false;
1561
1562 }
1563 #if MAX_NUMNODES > 1
1564
1565 /*
1566  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1567  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1568  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1569  *
1570  */
1571 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1572 {
1573         int nid;
1574         /*
1575          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1576          * pagein/pageout changes since the last update.
1577          */
1578         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1579                 return;
1580         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1581                 return;
1582
1583         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1584         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1585
1586         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1587
1588                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1589                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1590         }
1591
1592         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1593         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1594 }
1595
1596 /*
1597  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1598  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1599  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1600  *
1601  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1602  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1603  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1604  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1605  *
1606  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1607  */
1608 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1609 {
1610         int node;
1611
1612         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1613         node = memcg->last_scanned_node;
1614
1615         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1616         if (node == MAX_NUMNODES)
1617                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1618         /*
1619          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1620          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1621          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1622          * we use curret node.
1623          */
1624         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1625                 node = numa_node_id();
1626
1627         memcg->last_scanned_node = node;
1628         return node;
1629 }
1630
1631 /*
1632  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1633  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1634  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1635  * enough new information. We need to do double check.
1636  */
1637 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1638 {
1639         int nid;
1640
1641         /*
1642          * quick check...making use of scan_node.
1643          * We can skip unused nodes.
1644          */
1645         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1646                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1647                      nid < MAX_NUMNODES;
1648                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1649
1650                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1651                                 return true;
1652                 }
1653         }
1654         /*
1655          * Check rest of nodes.
1656          */
1657         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1658                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1659                         continue;
1660                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1661                         return true;
1662         }
1663         return false;
1664 }
1665
1666 #else
1667 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1668 {
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1673 {
1674         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1675 }
1676 #endif
1677
1678 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1679                                    struct zone *zone,
1680                                    gfp_t gfp_mask,
1681                                    unsigned long *total_scanned)
1682 {
1683         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1684         int total = 0;
1685         int loop = 0;
1686         unsigned long excess;
1687         unsigned long nr_scanned;
1688         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1689                 .zone = zone,
1690                 .priority = 0,
1691         };
1692
1693         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1694
1695         while (1) {
1696                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1697                 if (!victim) {
1698                         loop++;
1699                         if (loop >= 2) {
1700                                 /*
1701                                  * If we have not been able to reclaim
1702                                  * anything, it might because there are
1703                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1704                                  */
1705                                 if (!total)
1706                                         break;
1707                                 /*
1708                                  * We want to do more targeted reclaim.
1709                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1710                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1711                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1712                                  */
1713                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1714                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1715                                         break;
1716                         }
1717                         continue;
1718                 }
1719                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1720                         continue;
1721                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1722                                                      zone, &nr_scanned);
1723                 *total_scanned += nr_scanned;
1724                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1725                         break;
1726         }
1727         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1728         return total;
1729 }
1730
1731 /*
1732  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1733  * If someone is running, return false.
1734  * Has to be called with memcg_oom_lock
1735  */
1736 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1737 {
1738         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1739
1740         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1741                 if (iter->oom_lock) {
1742                         /*
1743                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1744                          * so we cannot give a lock.
1745                          */
1746                         failed = iter;
1747                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1748                         break;
1749                 } else
1750                         iter->oom_lock = true;
1751         }
1752
1753         if (!failed)
1754                 return true;
1755
1756         /*
1757          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1758          * what we set up to the failing subtree
1759          */
1760         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1761                 if (iter == failed) {
1762                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1763                         break;
1764                 }
1765                 iter->oom_lock = false;
1766         }
1767         return false;
1768 }
1769
1770 /*
1771  * Has to be called with memcg_oom_lock
1772  */
1773 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1774 {
1775         struct mem_cgroup *iter;
1776
1777         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1778                 iter->oom_lock = false;
1779         return 0;
1780 }
1781
1782 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1783 {
1784         struct mem_cgroup *iter;
1785
1786         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1787                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1788 }
1789
1790 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1791 {
1792         struct mem_cgroup *iter;
1793
1794         /*
1795          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1796          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1797          * atomic_add_unless() here.
1798          */
1799         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1800                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1801 }
1802
1803 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1804 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1805
1806 struct oom_wait_info {
1807         struct mem_cgroup *memcg;
1808         wait_queue_t    wait;
1809 };
1810
1811 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1812         unsigned mode, int sync, void *arg)
1813 {
1814         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1815         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1816         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1817
1818         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1819         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1820
1821         /*
1822          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1823          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1824          */
1825         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1826                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1827                 return 0;
1828         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1829 }
1830
1831 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1832 {
1833         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1834         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1835 }
1836
1837 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1838 {
1839         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1840                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1841 }
1842
1843 /*
1844  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1845  */
1846 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1847 {
1848         struct oom_wait_info owait;
1849         bool locked, need_to_kill;
1850
1851         owait.memcg = memcg;
1852         owait.wait.flags = 0;
1853         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1854         owait.wait.private = current;
1855         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1856         need_to_kill = true;
1857         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1858
1859         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1860         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1861         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1862         /*
1863          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1864          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1865          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1866          */
1867         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1868         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1869                 need_to_kill = false;
1870         if (locked)
1871                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1872         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1873
1874         if (need_to_kill) {
1875                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1876                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1877         } else {
1878                 schedule();
1879                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1880         }
1881         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1882         if (locked)
1883                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1884         memcg_wakeup_oom(memcg);
1885         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1886
1887         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1888
1889         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1890                 return false;
1891         /* Give chance to dying process */
1892         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1893         return true;
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1898  * generalized to update other statistics as well.
1899  *
1900  * Notes: Race condition
1901  *
1902  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1903  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1904  * to do so _always_.
1905  *
1906  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1907  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1908  * are no race with "charge".
1909  *
1910  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1911  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1912  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1913  * by flags.
1914  *
1915  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1916  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1917  * If there is, we take a lock.
1918  */
1919
1920 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1921                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1922 {
1923         struct mem_cgroup *memcg;
1924         struct page_cgroup *pc;
1925
1926         pc = lookup_page_cgroup(page);
1927 again:
1928         memcg = pc->mem_cgroup;
1929         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1930                 return;
1931         /*
1932          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1933          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1934          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1935          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1936          */
1937         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1938                 return;
1939
1940         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1941         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1942                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1943                 goto again;
1944         }
1945         *locked = true;
1946 }
1947
1948 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1949 {
1950         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1951
1952         /*
1953          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1954          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1955          * should take move_lock_page_cgroup().
1956          */
1957         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1958 }
1959
1960 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1961                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1962 {
1963         struct mem_cgroup *memcg;
1964         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1965         unsigned long uninitialized_var(flags);
1966
1967         if (mem_cgroup_disabled())
1968                 return;
1969
1970         memcg = pc->mem_cgroup;
1971         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1972                 return;
1973
1974         switch (idx) {
1975         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1976                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1977                 break;
1978         default:
1979                 BUG();
1980         }
1981
1982         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1983 }
1984
1985 /*
1986  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1987  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1988  */
1989 #define CHARGE_BATCH    32U
1990 struct memcg_stock_pcp {
1991         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1992         unsigned int nr_pages;
1993         struct work_struct work;
1994         unsigned long flags;
1995 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1996 };
1997 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1998 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1999
2000 /*
2001  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2002  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2003  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2004  * refilled.
2005  */
2006 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2007 {
2008         struct memcg_stock_pcp *stock;
2009         bool ret = true;
2010
2011         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2012         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2013                 stock->nr_pages--;
2014         else /* need to call res_counter_charge */
2015                 ret = false;
2016         put_cpu_var(memcg_stock);
2017         return ret;
2018 }
2019
2020 /*
2021  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2022  */
2023 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2024 {
2025         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2026
2027         if (stock->nr_pages) {
2028                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2029
2030                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2031                 if (do_swap_account)
2032                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2033                 stock->nr_pages = 0;
2034         }
2035         stock->cached = NULL;
2036 }
2037
2038 /*
2039  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2040  * a thread which is pinned to local cpu.
2041  */
2042 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2043 {
2044         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2045         drain_stock(stock);
2046         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2047 }
2048
2049 /*
2050  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2051  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2052  */
2053 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2054 {
2055         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2056
2057         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2058                 drain_stock(stock);
2059                 stock->cached = memcg;
2060         }
2061         stock->nr_pages += nr_pages;
2062         put_cpu_var(memcg_stock);
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2067  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2068  * until the work is done.
2069  */
2070 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2071 {
2072         int cpu, curcpu;
2073
2074         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2075         get_online_cpus();
2076         curcpu = get_cpu();
2077         for_each_online_cpu(cpu) {
2078                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2079                 struct mem_cgroup *memcg;
2080
2081                 memcg = stock->cached;
2082                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2083                         continue;
2084                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2085                         continue;
2086                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2087                         if (cpu == curcpu)
2088                                 drain_local_stock(&stock->work);
2089                         else
2090                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2091                 }
2092         }
2093         put_cpu();
2094
2095         if (!sync)
2096                 goto out;
2097
2098         for_each_online_cpu(cpu) {
2099                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2100                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2101                         flush_work(&stock->work);
2102         }
2103 out:
2104         put_online_cpus();
2105 }
2106
2107 /*
2108  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2109  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2110  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2111  * it.
2112  */
2113 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2114 {
2115         /*
2116          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2117          */
2118         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2119                 return;
2120         drain_all_stock(root_memcg, false);
2121         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2122 }
2123
2124 /* This is a synchronous drain interface. */
2125 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2126 {
2127         /* called when force_empty is called */
2128         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2129         drain_all_stock(root_memcg, true);
2130         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2131 }
2132
2133 /*
2134  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2135  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2136  */
2137 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2138 {
2139         int i;
2140
2141         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2142         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2143                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2144
2145                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2146                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2147         }
2148         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2149                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2150
2151                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2152                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2153         }
2154         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2155 }
2156
2157 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2158                                         unsigned long action,
2159                                         void *hcpu)
2160 {
2161         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2162         struct memcg_stock_pcp *stock;
2163         struct mem_cgroup *iter;
2164
2165         if (action == CPU_ONLINE)
2166                 return NOTIFY_OK;
2167
2168         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2169                 return NOTIFY_OK;
2170
2171         for_each_mem_cgroup(iter)
2172                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2173
2174         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2175         drain_stock(stock);
2176         return NOTIFY_OK;
2177 }
2178
2179
2180 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2181 enum {
2182         CHARGE_OK,              /* success */
2183         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2184         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2185         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2186         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2187 };
2188
2189 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2190                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2191 {
2192         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2193         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2194         struct res_counter *fail_res;
2195         unsigned long flags = 0;
2196         int ret;
2197
2198         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2199
2200         if (likely(!ret)) {
2201                 if (!do_swap_account)
2202                         return CHARGE_OK;
2203                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2204                 if (likely(!ret))
2205                         return CHARGE_OK;
2206
2207                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2208                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2209                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2210         } else
2211                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2212         /*
2213          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2214          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2215          *
2216          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2217          * single page instead.
2218          */
2219         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2220                 return CHARGE_RETRY;
2221
2222         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2223                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2224
2225         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2226         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2227                 return CHARGE_RETRY;
2228         /*
2229          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2230          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2231          * before killing the task.
2232          *
2233          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2234          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2235          * to regular pages anyway in case of failure.
2236          */
2237         if (nr_pages == 1 && ret)
2238                 return CHARGE_RETRY;
2239
2240         /*
2241          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2242          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2243          */
2244         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2245                 return CHARGE_RETRY;
2246
2247         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2248         if (!oom_check)
2249                 return CHARGE_NOMEM;
2250         /* check OOM */
2251         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2252                 return CHARGE_OOM_DIE;
2253
2254         return CHARGE_RETRY;
2255 }
2256
2257 /*
2258  * __mem_cgroup_try_charge() does
2259  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2260  * 2. update res_counter
2261  * 3. call memory reclaim if necessary.
2262  *
2263  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2264  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2265  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2266  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2267  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2268  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2269  *
2270  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2271  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2272  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2273  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2274  *
2275  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2276  * the oom-killer can be invoked.
2277  */
2278 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2279                                    gfp_t gfp_mask,
2280                                    unsigned int nr_pages,
2281                                    struct mem_cgroup **ptr,
2282                                    bool oom)
2283 {
2284         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2285         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2286         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2287         int ret;
2288
2289         /*
2290          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2291          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2292          * MEMDIE process.
2293          */
2294         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2295                      || fatal_signal_pending(current)))
2296                 goto bypass;
2297
2298         /*
2299          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2300          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2301          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2302          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2303          */
2304         if (!*ptr && !mm)
2305                 *ptr = root_mem_cgroup;
2306 again:
2307         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2308                 memcg = *ptr;
2309                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2310                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2311                         goto done;
2312                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2313                         goto done;
2314                 css_get(&memcg->css);
2315         } else {
2316                 struct task_struct *p;
2317
2318                 rcu_read_lock();
2319                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2320                 /*
2321                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2322                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2323                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2324                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2325                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2326                  * small race, here.
2327                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2328                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2329                  */
2330                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2331                 if (!memcg)
2332                         memcg = root_mem_cgroup;
2333                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2334                         rcu_read_unlock();
2335                         goto done;
2336                 }
2337                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2338                         /*
2339                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2340                          * But considering how consume_stok works, it's not
2341                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2342                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2343                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2344                          * calling consume_stock().
2345                          */
2346                         rcu_read_unlock();
2347                         goto done;
2348                 }
2349                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2350                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2351                         rcu_read_unlock();
2352                         goto again;
2353                 }
2354                 rcu_read_unlock();
2355         }
2356
2357         do {
2358                 bool oom_check;
2359
2360                 /* If killed, bypass charge */
2361                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2362                         css_put(&memcg->css);
2363                         goto bypass;
2364                 }
2365
2366                 oom_check = false;
2367                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2368                         oom_check = true;
2369                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2370                 }
2371
2372                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2373                 switch (ret) {
2374                 case CHARGE_OK:
2375                         break;
2376                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2377                         batch = nr_pages;
2378                         css_put(&memcg->css);
2379                         memcg = NULL;
2380                         goto again;
2381                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2382                         css_put(&memcg->css);
2383                         goto nomem;
2384                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2385                         if (!oom) {
2386                                 css_put(&memcg->css);
2387                                 goto nomem;
2388                         }
2389                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2390                         nr_oom_retries--;
2391                         break;
2392                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2393                         css_put(&memcg->css);
2394                         goto bypass;
2395                 }
2396         } while (ret != CHARGE_OK);
2397
2398         if (batch > nr_pages)
2399                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2400         css_put(&memcg->css);
2401 done:
2402         *ptr = memcg;
2403         return 0;
2404 nomem:
2405         *ptr = NULL;
2406         return -ENOMEM;
2407 bypass:
2408         *ptr = root_mem_cgroup;
2409         return -EINTR;
2410 }
2411
2412 /*
2413  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2414  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2415  * gotten by try_charge().
2416  */
2417 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2418                                        unsigned int nr_pages)
2419 {
2420         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2421                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2422
2423                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2424                 if (do_swap_account)
2425                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2426         }
2427 }
2428
2429 /*
2430  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2431  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2432  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2433  * memcg.)
2434  */
2435 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2436 {
2437         struct cgroup_subsys_state *css;
2438
2439         /* ID 0 is unused ID */
2440         if (!id)
2441                 return NULL;
2442         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2443         if (!css)
2444                 return NULL;
2445         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2446 }
2447
2448 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2449 {
2450         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2451         struct page_cgroup *pc;
2452         unsigned short id;
2453         swp_entry_t ent;
2454
2455         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2456
2457         pc = lookup_page_cgroup(page);
2458         lock_page_cgroup(pc);
2459         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2460                 memcg = pc->mem_cgroup;
2461                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2462                         memcg = NULL;
2463         } else if (PageSwapCache(page)) {
2464                 ent.val = page_private(page);
2465                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2466                 rcu_read_lock();
2467                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2468                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2469                         memcg = NULL;
2470                 rcu_read_unlock();
2471         }
2472         unlock_page_cgroup(pc);
2473         return memcg;
2474 }
2475
2476 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2477                                        struct page *page,
2478                                        unsigned int nr_pages,
2479                                        enum charge_type ctype,
2480                                        bool lrucare)
2481 {
2482         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2483         struct zone *uninitialized_var(zone);
2484         bool was_on_lru = false;
2485         bool anon;
2486
2487         lock_page_cgroup(pc);
2488         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2489                 unlock_page_cgroup(pc);
2490                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2491                 return;
2492         }
2493         /*
2494          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2495          * accessed by any other context at this point.
2496          */
2497
2498         /*
2499          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2500          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2501          */
2502         if (lrucare) {
2503                 zone = page_zone(page);
2504                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2505                 if (PageLRU(page)) {
2506                         ClearPageLRU(page);
2507                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2508                         was_on_lru = true;
2509                 }
2510         }
2511
2512         pc->mem_cgroup = memcg;
2513         /*
2514          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2515          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2516          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2517          * before USED bit, we need memory barrier here.
2518          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2519          */
2520         smp_wmb();
2521         SetPageCgroupUsed(pc);
2522
2523         if (lrucare) {
2524                 if (was_on_lru) {
2525                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2526                         SetPageLRU(page);
2527                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2528                 }
2529                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2530         }
2531
2532         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2533                 anon = true;
2534         else
2535                 anon = false;
2536
2537         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2538         unlock_page_cgroup(pc);
2539
2540         /*
2541          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2542          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2543          * if they exceeds softlimit.
2544          */
2545         memcg_check_events(memcg, page);
2546 }
2547
2548 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2549
2550 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MIGRATION))
2551 /*
2552  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2553  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2554  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2555  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2556  */
2557 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2558 {
2559         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2560         struct page_cgroup *pc;
2561         int i;
2562
2563         if (mem_cgroup_disabled())
2564                 return;
2565         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2566                 pc = head_pc + i;
2567                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2568                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2569                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2570         }
2571 }
2572 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2573
2574 /**
2575  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2576  * @page: the page
2577  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2578  * @pc: page_cgroup of the page.
2579  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2580  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2581  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2582  *
2583  * The caller must confirm following.
2584  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2585  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2586  *
2587  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2588  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2589  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2590  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2591  */
2592 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2593                                    unsigned int nr_pages,
2594                                    struct page_cgroup *pc,
2595                                    struct mem_cgroup *from,
2596                                    struct mem_cgroup *to,
2597                                    bool uncharge)
2598 {
2599         unsigned long flags;
2600         int ret;
2601         bool anon = PageAnon(page);
2602
2603         VM_BUG_ON(from == to);
2604         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2605         /*
2606          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2607          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2608          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2609          * hold it.
2610          */
2611         ret = -EBUSY;
2612         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2613                 goto out;
2614
2615         lock_page_cgroup(pc);
2616
2617         ret = -EINVAL;
2618         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2619                 goto unlock;
2620
2621         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2622
2623         if (!anon && page_mapped(page)) {
2624                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2625                 preempt_disable();
2626                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2627                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2628                 preempt_enable();
2629         }
2630         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2631         if (uncharge)
2632                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2633                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2634
2635         /* caller should have done css_get */
2636         pc->mem_cgroup = to;
2637         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2638         /*
2639          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2640          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2641          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2642          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2643          * status here.
2644          */
2645         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2646         ret = 0;
2647 unlock:
2648         unlock_page_cgroup(pc);
2649         /*
2650          * check events
2651          */
2652         memcg_check_events(to, page);
2653         memcg_check_events(from, page);
2654 out:
2655         return ret;
2656 }
2657
2658 /*
2659  * move charges to its parent.
2660  */
2661
2662 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2663                                   struct page_cgroup *pc,
2664                                   struct mem_cgroup *child,
2665                                   gfp_t gfp_mask)
2666 {
2667         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2668         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2669         struct mem_cgroup *parent;
2670         unsigned int nr_pages;
2671         unsigned long uninitialized_var(flags);
2672         int ret;
2673
2674         /* Is ROOT ? */
2675         if (!pcg)
2676                 return -EINVAL;
2677
2678         ret = -EBUSY;
2679         if (!get_page_unless_zero(page))
2680                 goto out;
2681         if (isolate_lru_page(page))
2682                 goto put;
2683
2684         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2685
2686         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2687         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2688         if (ret)
2689                 goto put_back;
2690
2691         if (nr_pages > 1)
2692                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2693
2694         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2695         if (ret)
2696                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2697
2698         if (nr_pages > 1)
2699                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2700 put_back:
2701         putback_lru_page(page);
2702 put:
2703         put_page(page);
2704 out:
2705         return ret;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * Charge the memory controller for page usage.
2710  * Return
2711  * 0 if the charge was successful
2712  * < 0 if the cgroup is over its limit
2713  */
2714 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2715                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2716 {
2717         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2718         unsigned int nr_pages = 1;
2719         bool oom = true;
2720         int ret;
2721
2722         if (PageTransHuge(page)) {
2723                 nr_pages <<= compound_order(page);
2724                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2725                 /*
2726                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2727                  * fault handler will fall back to regular pages.
2728                  */
2729                 oom = false;
2730         }
2731
2732         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2733         if (ret == -ENOMEM)
2734                 return ret;
2735         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2736         return 0;
2737 }
2738
2739 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2740                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2741 {
2742         if (mem_cgroup_disabled())
2743                 return 0;
2744         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2745         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2746         VM_BUG_ON(!mm);
2747         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2748                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2749 }
2750
2751 static void
2752 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2753                                         enum charge_type ctype);
2754
2755 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2756                                 gfp_t gfp_mask)
2757 {
2758         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2759         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2760         int ret;
2761
2762         if (mem_cgroup_disabled())
2763                 return 0;
2764         if (PageCompound(page))
2765                 return 0;
2766
2767         if (unlikely(!mm))
2768                 mm = &init_mm;
2769         if (!page_is_file_cache(page))
2770                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2771
2772         if (!PageSwapCache(page))
2773                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2774         else { /* page is swapcache/shmem */
2775                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2776                 if (!ret)
2777                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2778         }
2779         return ret;
2780 }
2781
2782 /*
2783  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2784  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2785  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2786  * "commit()" or removed by "cancel()"
2787  */
2788 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2789                                  struct page *page,
2790                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2791 {
2792         struct mem_cgroup *memcg;
2793         int ret;
2794
2795         *memcgp = NULL;
2796
2797         if (mem_cgroup_disabled())
2798                 return 0;
2799
2800         if (!do_swap_account)
2801                 goto charge_cur_mm;
2802         /*
2803          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2804          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2805          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2806          * KSM case which does need to charge the page.
2807          */
2808         if (!PageSwapCache(page))
2809                 goto charge_cur_mm;
2810         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2811         if (!memcg)
2812                 goto charge_cur_mm;
2813         *memcgp = memcg;
2814         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2815         css_put(&memcg->css);
2816         if (ret == -EINTR)
2817                 ret = 0;
2818         return ret;
2819 charge_cur_mm:
2820         if (unlikely(!mm))
2821                 mm = &init_mm;
2822         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2823         if (ret == -EINTR)
2824                 ret = 0;
2825         return ret;
2826 }
2827
2828 static void
2829 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2830                                         enum charge_type ctype)
2831 {
2832         if (mem_cgroup_disabled())
2833                 return;
2834         if (!memcg)
2835                 return;
2836         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2837
2838         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2839         /*
2840          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2841          * counted both as mem and swap....double count.
2842          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2843          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2844          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2845          */
2846         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2847                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2848                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2849                 unsigned short id;
2850
2851                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2852                 rcu_read_lock();
2853                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2854                 if (swap_memcg) {
2855                         /*
2856                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2857                          * calling css_tryget
2858                          */
2859                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2860                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2861                                                      PAGE_SIZE);
2862                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2863                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2864                 }
2865                 rcu_read_unlock();
2866         }
2867         /*
2868          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2869          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2870          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2871          */
2872         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2873 }
2874
2875 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2876                                      struct mem_cgroup *memcg)
2877 {
2878         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2879                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2880 }
2881
2882 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2883 {
2884         if (mem_cgroup_disabled())
2885                 return;
2886         if (!memcg)
2887                 return;
2888         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2889 }
2890
2891 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2892                                    unsigned int nr_pages,
2893                                    const enum charge_type ctype)
2894 {
2895         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2896         bool uncharge_memsw = true;
2897
2898         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2899         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2900                 uncharge_memsw = false;
2901
2902         batch = &current->memcg_batch;
2903         /*
2904          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2905          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2906          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2907          */
2908         if (!batch->memcg)
2909                 batch->memcg = memcg;
2910         /*
2911          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2912          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2913          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2914          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2915          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2916          */
2917
2918         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2919                 goto direct_uncharge;
2920
2921         if (nr_pages > 1)
2922                 goto direct_uncharge;
2923
2924         /*
2925          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2926          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2927          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2928          */
2929         if (batch->memcg != memcg)
2930                 goto direct_uncharge;
2931         /* remember freed charge and uncharge it later */
2932         batch->nr_pages++;
2933         if (uncharge_memsw)
2934                 batch->memsw_nr_pages++;
2935         return;
2936 direct_uncharge:
2937         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2938         if (uncharge_memsw)
2939                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2940         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2941                 memcg_oom_recover(memcg);
2942 }
2943
2944 /*
2945  * uncharge if !page_mapped(page)
2946  */
2947 static struct mem_cgroup *
2948 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2949 {
2950         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2951         unsigned int nr_pages = 1;
2952         struct page_cgroup *pc;
2953         bool anon;
2954
2955         if (mem_cgroup_disabled())
2956                 return NULL;
2957
2958         if (PageSwapCache(page))
2959                 return NULL;
2960
2961         if (PageTransHuge(page)) {
2962                 nr_pages <<= compound_order(page);
2963                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2964         }
2965         /*
2966          * Check if our page_cgroup is valid
2967          */
2968         pc = lookup_page_cgroup(page);
2969         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2970                 return NULL;
2971
2972         lock_page_cgroup(pc);
2973
2974         memcg = pc->mem_cgroup;
2975
2976         if (!PageCgroupUsed(pc))
2977                 goto unlock_out;
2978
2979         anon = PageAnon(page);
2980
2981         switch (ctype) {
2982         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2983                 /*
2984                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2985                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2986                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2987                  */
2988                 anon = true;
2989                 /* fallthrough */
2990         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2991                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2992                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2993                         goto unlock_out;
2994                 break;
2995         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2996                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2997                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2998                                 goto unlock_out;
2999                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3000                                 goto unlock_out;
3001                 break;
3002         default:
3003                 break;
3004         }
3005
3006         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3007
3008         ClearPageCgroupUsed(pc);
3009         /*
3010          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3011          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3012          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3013          * special functions.
3014          */
3015
3016         unlock_page_cgroup(pc);
3017         /*
3018          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3019          * will never be freed.
3020          */
3021         memcg_check_events(memcg, page);
3022         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3023                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3024                 mem_cgroup_get(memcg);
3025         }
3026         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3027                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3028
3029         return memcg;
3030
3031 unlock_out:
3032         unlock_page_cgroup(pc);
3033         return NULL;
3034 }
3035
3036 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3037 {
3038         /* early check. */
3039         if (page_mapped(page))
3040                 return;
3041         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3042         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3043 }
3044
3045 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3046 {
3047         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3048         VM_BUG_ON(page->mapping);
3049         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3050 }
3051
3052 /*
3053  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3054  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3055  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3056  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3057  * This may be called prural(2) times in a context,
3058  */
3059
3060 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3061 {
3062         current->memcg_batch.do_batch++;
3063         /* We can do nest. */
3064         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3065                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3066                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3067                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3068         }
3069 }
3070
3071 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3072 {
3073         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3074
3075         if (!batch->do_batch)
3076                 return;
3077
3078         batch->do_batch--;
3079         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3080                 return;
3081
3082         if (!batch->memcg)
3083                 return;
3084         /*
3085          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3086          * bacause we hide charges behind us.
3087          */
3088         if (batch->nr_pages)
3089                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3090                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3091         if (batch->memsw_nr_pages)
3092                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3093                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3094         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3095         /* forget this pointer (for sanity check) */
3096         batch->memcg = NULL;
3097 }
3098
3099 #ifdef CONFIG_SWAP
3100 /*
3101  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3102  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3103  */
3104 void
3105 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3106 {
3107         struct mem_cgroup *memcg;
3108         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3109
3110         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3111                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3112
3113         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3114
3115         /*
3116          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3117          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3118          */
3119         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3120                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3121 }
3122 #endif
3123
3124 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3125 /*
3126  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3127  * uncharge "memsw" account.
3128  */
3129 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3130 {
3131         struct mem_cgroup *memcg;
3132         unsigned short id;
3133
3134         if (!do_swap_account)
3135                 return;
3136
3137         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3138         rcu_read_lock();
3139         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3140         if (memcg) {
3141                 /*
3142                  * We uncharge this because swap is freed.
3143                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3144                  */
3145                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3146                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3147                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3148                 mem_cgroup_put(memcg);
3149         }
3150         rcu_read_unlock();
3151 }
3152
3153 /**
3154  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3155  * @entry: swap entry to be moved
3156  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3157  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3158  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3159  *
3160  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3161  * as the mem_cgroup's id of @from.
3162  *
3163  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3164  *
3165  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3166  * both res and memsw, and called css_get().
3167  */
3168 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3169                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3170 {
3171         unsigned short old_id, new_id;
3172
3173         old_id = css_id(&from->css);
3174         new_id = css_id(&to->css);
3175
3176         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3177                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3178                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3179                 /*
3180                  * This function is only called from task migration context now.
3181                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3182                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3183                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3184                  * because if the process that has been moved to @to does
3185                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3186                  */
3187                 mem_cgroup_get(to);
3188                 if (need_fixup) {
3189                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3190                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3191                         mem_cgroup_put(from);
3192                         /*
3193                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3194                          * uncharge to->res.
3195                          */
3196                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3197                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3198                 }
3199                 return 0;
3200         }
3201         return -EINVAL;
3202 }
3203 #else
3204 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3205                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3206 {
3207         return -EINVAL;
3208 }
3209 #endif
3210
3211 /*
3212  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3213  * page belongs to.
3214  */
3215 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3216         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3217 {
3218         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3219         struct page_cgroup *pc;
3220         enum charge_type ctype;
3221         int ret = 0;
3222
3223         *memcgp = NULL;
3224
3225         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3226         if (mem_cgroup_disabled())
3227                 return 0;
3228
3229         pc = lookup_page_cgroup(page);
3230         lock_page_cgroup(pc);
3231         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3232                 memcg = pc->mem_cgroup;
3233                 css_get(&memcg->css);
3234                 /*
3235                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3236                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3237                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3238                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3239                  * until end_migration() is called
3240                  *
3241                  * Corner Case Thinking
3242                  * A)
3243                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3244                  * while migration was ongoing.
3245                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3246                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3247                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3248                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3249                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3250                  *
3251                  * B)
3252                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3253                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3254                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3255                  * without charging it again.
3256                  *
3257                  * C)
3258                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3259                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3260                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3261                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3262                  */
3263                 if (PageAnon(page))
3264                         SetPageCgroupMigration(pc);
3265         }
3266         unlock_page_cgroup(pc);
3267         /*
3268          * If the page is not charged at this point,
3269          * we return here.
3270          */
3271         if (!memcg)
3272                 return 0;
3273
3274         *memcgp = memcg;
3275         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3276         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3277         if (ret) {
3278                 if (PageAnon(page)) {
3279                         lock_page_cgroup(pc);
3280                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3281                         unlock_page_cgroup(pc);
3282                         /*
3283                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3284                          */
3285                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3286                 }
3287                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3288                 return -ENOMEM;
3289         }
3290         /*
3291          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3292          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3293          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3294          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3295          */
3296         if (PageAnon(page))
3297                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3298         else if (page_is_file_cache(page))
3299                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3300         else
3301                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3302         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3303         return ret;
3304 }
3305
3306 /* remove redundant charge if migration failed*/
3307 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3308         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3309 {
3310         struct page *used, *unused;
3311         struct page_cgroup *pc;
3312         bool anon;
3313
3314         if (!memcg)
3315                 return;
3316         /* blocks rmdir() */
3317         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3318         if (!migration_ok) {
3319                 used = oldpage;
3320                 unused = newpage;
3321         } else {
3322                 used = newpage;
3323                 unused = oldpage;
3324         }
3325         /*
3326          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3327          * of the page goes down to zero, temporarly.
3328          * Clear the flag and check the page should be charged.
3329          */
3330         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3331         lock_page_cgroup(pc);
3332         ClearPageCgroupMigration(pc);
3333         unlock_page_cgroup(pc);
3334         anon = PageAnon(used);
3335         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3336                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3337                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3338
3339         /*
3340          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3341          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3342          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3343          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3344          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3345          * check. (see prepare_charge() also)
3346          */
3347         if (anon)
3348                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3349         /*
3350          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3351          * tasks.
3352          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3353          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3354          */
3355         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3356 }
3357
3358 /*
3359  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3360  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3361  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3362  */
3363 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3364                                   struct page *newpage)
3365 {
3366         struct mem_cgroup *memcg;
3367         struct page_cgroup *pc;
3368         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3369
3370         if (mem_cgroup_disabled())
3371                 return;
3372
3373         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3374         /* fix accounting on old pages */
3375         lock_page_cgroup(pc);
3376         memcg = pc->mem_cgroup;
3377         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3378         ClearPageCgroupUsed(pc);
3379         unlock_page_cgroup(pc);
3380
3381         if (PageSwapBacked(oldpage))
3382                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3383
3384         /*
3385          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3386          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3387          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3388          */
3389         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3390 }
3391
3392 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3393 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3394 {
3395         struct page_cgroup *pc;
3396
3397         pc = lookup_page_cgroup(page);
3398         /*
3399          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3400          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3401          * or when mem_cgroup_disabled().
3402          */
3403         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3404                 return pc;
3405         return NULL;
3406 }
3407
3408 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3409 {
3410         if (mem_cgroup_disabled())
3411                 return false;
3412
3413         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3414 }
3415
3416 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3417 {
3418         struct page_cgroup *pc;
3419
3420         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3421         if (pc) {
3422                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3423                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3424         }
3425 }
3426 #endif
3427
3428 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3429
3430 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3431                                 unsigned long long val)
3432 {
3433         int retry_count;
3434         u64 memswlimit, memlimit;
3435         int ret = 0;
3436         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3437         u64 curusage, oldusage;
3438         int enlarge;
3439
3440         /*
3441          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3442          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3443          * of # of children which we should visit in this loop.
3444          */
3445         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3446
3447         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3448
3449         enlarge = 0;
3450         while (retry_count) {
3451                 if (signal_pending(current)) {
3452                         ret = -EINTR;
3453                         break;
3454                 }
3455                 /*
3456                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3457                  * open coded manner. You see what this really does.
3458                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3459                  */
3460                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3461                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3462                 if (memswlimit < val) {
3463                         ret = -EINVAL;
3464                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3465                         break;
3466                 }
3467
3468                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3469                 if (memlimit < val)
3470                         enlarge = 1;
3471
3472                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3473                 if (!ret) {
3474                         if (memswlimit == val)
3475                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3476                         else
3477                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3478                 }
3479                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3480
3481                 if (!ret)
3482                         break;
3483
3484                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3485                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3486                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3487                 /* Usage is reduced ? */
3488                 if (curusage >= oldusage)
3489                         retry_count--;
3490                 else
3491                         oldusage = curusage;
3492         }
3493         if (!ret && enlarge)
3494                 memcg_oom_recover(memcg);
3495
3496         return ret;
3497 }
3498
3499 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3500                                         unsigned long long val)
3501 {
3502         int retry_count;
3503         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3504         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3505         int ret = -EBUSY;
3506         int enlarge = 0;
3507
3508         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3509         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3510         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3511         while (retry_count) {
3512                 if (signal_pending(current)) {
3513                         ret = -EINTR;
3514                         break;
3515                 }
3516                 /*
3517                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3518                  * open coded manner. You see what this really does.
3519                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3520                  */
3521                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3522                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3523                 if (memlimit > val) {
3524                         ret = -EINVAL;
3525                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3526                         break;
3527                 }
3528                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3529                 if (memswlimit < val)
3530                         enlarge = 1;
3531                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3532                 if (!ret) {
3533                         if (memlimit == val)
3534                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3535                         else
3536                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3537                 }
3538                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3539
3540                 if (!ret)
3541                         break;
3542
3543                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3544                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3545                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3546                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3547                 /* Usage is reduced ? */
3548                 if (curusage >= oldusage)
3549                         retry_count--;
3550                 else
3551                         oldusage = curusage;
3552         }
3553         if (!ret && enlarge)
3554                 memcg_oom_recover(memcg);
3555         return ret;
3556 }
3557
3558 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3559                                             gfp_t gfp_mask,
3560                                             unsigned long *total_scanned)
3561 {
3562         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3563         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3564         unsigned long reclaimed;
3565         int loop = 0;
3566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3567         unsigned long long excess;
3568         unsigned long nr_scanned;
3569
3570         if (order > 0)
3571                 return 0;
3572
3573         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3574         /*
3575          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3576          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3577          * pressure
3578          */
3579         do {
3580                 if (next_mz)
3581                         mz = next_mz;
3582                 else
3583                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3584                 if (!mz)
3585                         break;
3586
3587                 nr_scanned = 0;
3588                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3589                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3590                 nr_reclaimed += reclaimed;
3591                 *total_scanned += nr_scanned;
3592                 spin_lock(&mctz->lock);
3593
3594                 /*
3595                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3596                  * it is time to move on to the next cgroup
3597                  */
3598                 next_mz = NULL;
3599                 if (!reclaimed) {
3600                         do {
3601                                 /*
3602                                  * Loop until we find yet another one.
3603                                  *
3604                                  * By the time we get the soft_limit lock
3605                                  * again, someone might have aded the
3606                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3607                                  * make sure we get a different mem.
3608                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3609                                  * NULL if no other cgroup is present on
3610                                  * the tree
3611                                  */
3612                                 next_mz =
3613                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3614                                 if (next_mz == mz)
3615                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3616                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3617                                         break;
3618                         } while (1);
3619                 }
3620                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3621                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3622                 /*
3623                  * One school of thought says that we should not add
3624                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3625                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3626                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3627                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3628                  * term TODO.
3629                  */
3630                 /* If excess == 0, no tree ops */
3631                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3632                 spin_unlock(&mctz->lock);
3633                 css_put(&mz->memcg->css);
3634                 loop++;
3635                 /*
3636                  * Could not reclaim anything and there are no more
3637                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3638                  * reclaiming anything.
3639                  */
3640                 if (!nr_reclaimed &&
3641                         (next_mz == NULL ||
3642                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3643                         break;
3644         } while (!nr_reclaimed);
3645         if (next_mz)
3646                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3647         return nr_reclaimed;
3648 }
3649
3650 /*
3651  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3652  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3653  */
3654 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3655                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3656 {
3657         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3658         unsigned long flags, loop;
3659         struct list_head *list;
3660         struct page *busy;
3661         struct zone *zone;
3662         int ret = 0;
3663
3664         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3665         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3666         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3667
3668         loop = mz->lru_size[lru];
3669         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3670         loop += 256;
3671         busy = NULL;
3672         while (loop--) {
3673                 struct page_cgroup *pc;
3674                 struct page *page;
3675
3676                 ret = 0;
3677                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3678                 if (list_empty(list)) {
3679                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3680                         break;
3681                 }
3682                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3683                 if (busy == page) {
3684                         list_move(&page->lru, list);
3685                         busy = NULL;
3686                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3687                         continue;
3688                 }
3689                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3690
3691                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3692
3693                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3694                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3695                         break;
3696
3697                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3698                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3699                         busy = page;
3700                         cond_resched();
3701                 } else
3702                         busy = NULL;
3703         }
3704
3705         if (!ret && !list_empty(list))
3706                 return -EBUSY;
3707         return ret;
3708 }
3709
3710 /*
3711  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3712  * This enables deleting this mem_cgroup.
3713  */
3714 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3715 {
3716         int ret;
3717         int node, zid, shrink;
3718         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3719         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3720
3721         css_get(&memcg->css);
3722
3723         shrink = 0;
3724         /* should free all ? */
3725         if (free_all)
3726                 goto try_to_free;
3727 move_account:
3728         do {
3729                 ret = -EBUSY;
3730                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3731                         goto out;
3732                 ret = -EINTR;
3733                 if (signal_pending(current))
3734                         goto out;
3735                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3736                 lru_add_drain_all();
3737                 drain_all_stock_sync(memcg);
3738                 ret = 0;
3739                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3740                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3741                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3742                                 enum lru_list lru;
3743                                 for_each_lru(lru) {
3744                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3745                                                         node, zid, lru);
3746                                         if (ret)
3747                                                 break;
3748                                 }
3749                         }
3750                         if (ret)
3751                                 break;
3752                 }
3753                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3754                 memcg_oom_recover(memcg);
3755                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3756                 if (ret == -ENOMEM)
3757                         goto try_to_free;
3758                 cond_resched();
3759         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3760         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3761 out:
3762         css_put(&memcg->css);
3763         return ret;
3764
3765 try_to_free:
3766         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3767         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3768                 ret = -EBUSY;
3769                 goto out;
3770         }
3771         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3772         lru_add_drain_all();
3773         /* try to free all pages in this cgroup */
3774         shrink = 1;
3775         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3776                 int progress;
3777
3778                 if (signal_pending(current)) {
3779                         ret = -EINTR;
3780                         goto out;
3781                 }
3782                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3783                                                 false);
3784                 if (!progress) {
3785                         nr_retries--;
3786                         /* maybe some writeback is necessary */
3787                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3788                 }
3789
3790         }
3791         lru_add_drain();
3792         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3793         goto move_account;
3794 }
3795
3796 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3797 {
3798         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3799 }
3800
3801
3802 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3803 {
3804         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3805 }
3806
3807 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3808                                         u64 val)
3809 {
3810         int retval = 0;
3811         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3812         struct cgroup *parent = cont->parent;
3813         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3814
3815         if (parent)
3816                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3817
3818         cgroup_lock();
3819         /*
3820          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3821          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3822          * occur, provided the current cgroup has no children.
3823          *
3824          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3825          * set if there are no children.
3826          */
3827         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3828                                 (val == 1 || val == 0)) {
3829                 if (list_empty(&cont->children))
3830                         memcg->use_hierarchy = val;
3831                 else
3832                         retval = -EBUSY;
3833         } else
3834                 retval = -EINVAL;
3835         cgroup_unlock();
3836
3837         return retval;
3838 }
3839
3840
3841 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3842                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3843 {
3844         struct mem_cgroup *iter;
3845         long val = 0;
3846
3847         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3848         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3849                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3850
3851         if (val < 0) /* race ? */
3852                 val = 0;
3853         return val;
3854 }
3855
3856 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3857 {
3858         u64 val;
3859
3860         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3861                 if (!swap)
3862                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3863                 else
3864                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3865         }
3866
3867         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3868         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3869
3870         if (swap)
3871                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3872
3873         return val << PAGE_SHIFT;
3874 }
3875
3876 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3877 {
3878         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3879         u64 val;
3880         int type, name;
3881
3882         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3883         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3884         switch (type) {
3885         case _MEM:
3886                 if (name == RES_USAGE)
3887                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3888                 else
3889                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3890                 break;
3891         case _MEMSWAP:
3892                 if (name == RES_USAGE)
3893                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3894                 else
3895                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3896                 break;
3897         default:
3898                 BUG();
3899         }
3900         return val;
3901 }
3902 /*
3903  * The user of this function is...
3904  * RES_LIMIT.
3905  */
3906 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3907                             const char *buffer)
3908 {
3909         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3910         int type, name;
3911         unsigned long long val;
3912         int ret;
3913
3914         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3915         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3916         switch (name) {
3917         case RES_LIMIT:
3918                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3919                         ret = -EINVAL;
3920                         break;
3921                 }
3922                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3923                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3924                 if (ret)
3925                         break;
3926                 if (type == _MEM)
3927                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3928                 else
3929                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3930                 break;
3931         case RES_SOFT_LIMIT:
3932                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3933                 if (ret)
3934                         break;
3935                 /*
3936                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3937                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3938                  * control without swap
3939                  */
3940                 if (type == _MEM)
3941                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3942                 else
3943                         ret = -EINVAL;
3944                 break;
3945         default:
3946                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3947                 break;
3948         }
3949         return ret;
3950 }
3951
3952 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3953                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3954 {
3955         struct cgroup *cgroup;
3956         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3957
3958         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3959         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3960         cgroup = memcg->css.cgroup;
3961         if (!memcg->use_hierarchy)
3962                 goto out;
3963
3964         while (cgroup->parent) {
3965                 cgroup = cgroup->parent;
3966                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3967                 if (!memcg->use_hierarchy)
3968                         break;
3969                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3970                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3971                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3972                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3973         }
3974 out:
3975         *mem_limit = min_limit;
3976         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3977 }
3978
3979 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3980 {
3981         struct mem_cgroup *memcg;
3982         int type, name;
3983
3984         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3985         type = MEMFILE_TYPE(event);
3986         name = MEMFILE_ATTR(event);
3987         switch (name) {
3988         case RES_MAX_USAGE:
3989                 if (type == _MEM)
3990                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3991                 else
3992                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3993                 break;
3994         case RES_FAILCNT:
3995                 if (type == _MEM)
3996                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3997                 else
3998                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3999                 break;
4000         }
4001
4002         return 0;
4003 }
4004
4005 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4006                                         struct cftype *cft)
4007 {
4008         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4009 }
4010
4011 #ifdef CONFIG_MMU
4012 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4013                                         struct cftype *cft, u64 val)
4014 {
4015         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4016
4017         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4018                 return -EINVAL;
4019         /*
4020          * We check this value several times in both in can_attach() and
4021          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4022          * inconsistent.
4023          */
4024         cgroup_lock();
4025         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4026         cgroup_unlock();
4027
4028         return 0;
4029 }
4030 #else
4031 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4032                                         struct cftype *cft, u64 val)
4033 {
4034         return -ENOSYS;
4035 }
4036 #endif
4037
4038
4039 /* For read statistics */
4040 enum {
4041         MCS_CACHE,
4042         MCS_RSS,
4043         MCS_FILE_MAPPED,
4044         MCS_PGPGIN,
4045         MCS_PGPGOUT,
4046         MCS_SWAP,
4047         MCS_PGFAULT,
4048         MCS_PGMAJFAULT,
4049         MCS_INACTIVE_ANON,
4050         MCS_ACTIVE_ANON,
4051         MCS_INACTIVE_FILE,
4052         MCS_ACTIVE_FILE,
4053         MCS_UNEVICTABLE,
4054         NR_MCS_STAT,
4055 };
4056
4057 struct mcs_total_stat {
4058         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4059 };
4060
4061 struct {
4062         char *local_name;
4063         char *total_name;
4064 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4065         {"cache", "total_cache"},
4066         {"rss", "total_rss"},
4067         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4068         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4069         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4070         {"swap", "total_swap"},
4071         {"pgfault", "total_pgfault"},
4072         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4073         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4074         {"active_anon", "total_active_anon"},
4075         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4076         {"active_file", "total_active_file"},
4077         {"unevictable", "total_unevictable"}
4078 };
4079
4080
4081 static void
4082 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4083 {
4084         s64 val;
4085
4086         /* per cpu stat */
4087         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4088         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4089         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4090         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4091         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4092         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4093         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4094         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4095         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4096         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4097         if (do_swap_account) {
4098                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4099                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4100         }
4101         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4102         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4103         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4104         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4105
4106         /* per zone stat */
4107         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4108         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4109         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4110         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4111         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4112         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4113         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4114         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4115         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4116         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4117 }
4118
4119 static void
4120 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4121 {
4122         struct mem_cgroup *iter;
4123
4124         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4125                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4126 }
4127
4128 #ifdef CONFIG_NUMA
4129 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4130 {
4131         int nid;
4132         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4133         unsigned long node_nr;
4134         struct cgroup *cont = m->private;
4135         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4136
4137         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4138         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4139         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4140                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4141                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4142         }
4143         seq_putc(m, '\n');
4144
4145         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4146         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4147         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4148                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4149                                 LRU_ALL_FILE);
4150                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4151         }
4152         seq_putc(m, '\n');
4153
4154         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4155         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4156         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4157                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4158                                 LRU_ALL_ANON);
4159                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4160         }
4161         seq_putc(m, '\n');
4162
4163         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4164         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4165         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4166                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4167                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4168                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4169         }
4170         seq_putc(m, '\n');
4171         return 0;
4172 }
4173 #endif /* CONFIG_NUMA */
4174
4175 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4176                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4177 {
4178         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4179         struct mcs_total_stat mystat;
4180         int i;
4181
4182         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4183         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4184
4185
4186         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4187                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4188                         continue;
4189                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4190         }
4191
4192         /* Hierarchical information */
4193         {
4194                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4195                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4196                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4197                 if (do_swap_account)
4198                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4199         }
4200
4201         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4202         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4203         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4204                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4205                         continue;
4206                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4207         }
4208
4209 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4210         {
4211                 int nid, zid;
4212                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4213                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4214                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4215
4216                 for_each_online_node(nid)
4217                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4218                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4219
4220                                 recent_rotated[0] +=
4221                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4222                                 recent_rotated[1] +=
4223                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4224                                 recent_scanned[0] +=
4225                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4226                                 recent_scanned[1] +=
4227                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4228                         }
4229                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4230                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4231                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4232                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4233         }
4234 #endif
4235
4236         return 0;
4237 }
4238
4239 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4240 {
4241         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4242
4243         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4244 }
4245
4246 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4247                                        u64 val)
4248 {
4249         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4250         struct mem_cgroup *parent;
4251
4252         if (val > 100)
4253                 return -EINVAL;
4254
4255         if (cgrp->parent == NULL)
4256                 return -EINVAL;
4257
4258         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4259
4260         cgroup_lock();
4261
4262         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4263         if ((parent->use_hierarchy) ||
4264             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4265                 cgroup_unlock();
4266                 return -EINVAL;
4267         }
4268
4269         memcg->swappiness = val;
4270
4271         cgroup_unlock();
4272
4273         return 0;
4274 }
4275
4276 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4277 {
4278         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4279         u64 usage;
4280         int i;
4281
4282         rcu_read_lock();
4283         if (!swap)
4284                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4285         else
4286                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4287
4288         if (!t)
4289                 goto unlock;
4290
4291         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4292
4293         /*
4294          * current_threshold points to threshold just below usage.
4295          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4296          * call of __mem_cgroup_threshold().
4297          */
4298         i = t->current_threshold;
4299
4300         /*
4301          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4302          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4303          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4304          * only one element of the array here.
4305          */
4306         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4307                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4308
4309         /* i = current_threshold + 1 */
4310         i++;
4311
4312         /*
4313          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4314          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4315          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4316          * only one element of the array here.
4317          */
4318         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4319                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4320
4321         /* Update current_threshold */
4322         t->current_threshold = i - 1;
4323 unlock:
4324         rcu_read_unlock();
4325 }
4326
4327 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4328 {
4329         while (memcg) {
4330                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4331                 if (do_swap_account)
4332                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4333
4334                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4335         }
4336 }
4337
4338 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4339 {
4340         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4341         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4342
4343         return _a->threshold - _b->threshold;
4344 }
4345
4346 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4347 {
4348         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4349
4350         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4351                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4352         return 0;
4353 }
4354
4355 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4356 {
4357         struct mem_cgroup *iter;
4358
4359         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4360                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4361 }
4362
4363 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4364         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4365 {
4366         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4367         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4368         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4369         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4370         u64 threshold, usage;
4371         int i, size, ret;
4372
4373         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4374         if (ret)
4375                 return ret;
4376
4377         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4378
4379         if (type == _MEM)
4380                 thresholds = &memcg->thresholds;
4381         else if (type == _MEMSWAP)
4382                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4383         else
4384                 BUG();
4385
4386         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4387
4388         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4389         if (thresholds->primary)
4390                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4391
4392         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4393
4394         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4395         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4396                         GFP_KERNEL);
4397         if (!new) {
4398                 ret = -ENOMEM;
4399                 goto unlock;
4400         }
4401         new->size = size;
4402
4403         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4404         if (thresholds->primary) {
4405                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4406                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4407         }
4408
4409         /* Add new threshold */
4410         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4411         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4412
4413         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4414         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4415                         compare_thresholds, NULL);
4416
4417         /* Find current threshold */
4418         new->current_threshold = -1;
4419         for (i = 0; i < size; i++) {
4420                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4421                         /*
4422                          * new->current_threshold will not be used until
4423                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4424                          * it here.
4425                          */
4426                         ++new->current_threshold;
4427                 }
4428         }
4429
4430         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4431         kfree(thresholds->spare);
4432         thresholds->spare = thresholds->primary;
4433
4434         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4435
4436         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4437         synchronize_rcu();
4438
4439 unlock:
4440         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4441
4442         return ret;
4443 }
4444
4445 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4446         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4447 {
4448         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4449         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4450         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4451         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4452         u64 usage;
4453         int i, j, size;
4454
4455         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4456         if (type == _MEM)
4457                 thresholds = &memcg->thresholds;
4458         else if (type == _MEMSWAP)
4459                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4460         else
4461                 BUG();
4462
4463         if (!thresholds->primary)
4464                 goto unlock;
4465
4466         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4467
4468         /* Check if a threshold crossed before removing */
4469         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4470
4471         /* Calculate new number of threshold */
4472         size = 0;
4473         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4474                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4475                         size++;
4476         }
4477
4478         new = thresholds->spare;
4479
4480         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4481         if (!size) {
4482                 kfree(new);
4483                 new = NULL;
4484                 goto swap_buffers;
4485         }
4486
4487         new->size = size;
4488
4489         /* Copy thresholds and find current threshold */
4490         new->current_threshold = -1;
4491         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4492                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4493                         continue;
4494
4495                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4496                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4497                         /*
4498                          * new->current_threshold will not be used
4499                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4500                          * it here.
4501                          */
4502                         ++new->current_threshold;
4503                 }
4504                 j++;
4505         }
4506
4507 swap_buffers:
4508         /* Swap primary and spare array */
4509         thresholds->spare = thresholds->primary;
4510         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4511         if (!new) {
4512                 kfree(thresholds->spare);
4513                 thresholds->spare = NULL;
4514         }
4515
4516         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4517
4518         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4519         synchronize_rcu();
4520 unlock:
4521         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4522 }
4523
4524 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4525         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4526 {
4527         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4528         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4529         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4530
4531         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4532         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4533         if (!event)
4534                 return -ENOMEM;
4535
4536         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4537
4538         event->eventfd = eventfd;
4539         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4540
4541         /* already in OOM ? */
4542         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4543                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4544         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4545
4546         return 0;
4547 }
4548
4549 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4550         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4551 {
4552         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4553         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4554         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4555
4556         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4557
4558         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4559
4560         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4561                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4562                         list_del(&ev->list);
4563                         kfree(ev);
4564                 }
4565         }
4566
4567         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4568 }
4569
4570 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4571         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4572 {
4573         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4574
4575         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4576
4577         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4578                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4579         else
4580                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4581         return 0;
4582 }
4583
4584 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4585         struct cftype *cft, u64 val)
4586 {
4587         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4588         struct mem_cgroup *parent;
4589
4590         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4591         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4592                 return -EINVAL;
4593
4594         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4595
4596         cgroup_lock();
4597         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4598         if ((parent->use_hierarchy) ||
4599             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4600                 cgroup_unlock();
4601                 return -EINVAL;
4602         }
4603         memcg->oom_kill_disable = val;
4604         if (!val)
4605                 memcg_oom_recover(memcg);
4606         cgroup_unlock();
4607         return 0;
4608 }
4609
4610 #ifdef CONFIG_NUMA
4611 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4612         .read = seq_read,
4613         .llseek = seq_lseek,
4614         .release = single_release,
4615 };
4616
4617 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4618 {
4619         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4620
4621         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4622         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4623 }
4624 #endif /* CONFIG_NUMA */
4625
4626 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4627 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4628 {
4629         /*
4630          * Part of this would be better living in a separate allocation
4631          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4632          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4633          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4634          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4635          */
4636         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4637 };
4638
4639 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4640 {
4641         mem_cgroup_sockets_destroy(cont);
4642 }
4643 #else
4644 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4645 {
4646         return 0;
4647 }
4648
4649 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4650 {
4651 }
4652 #endif
4653
4654 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4655         {
4656                 .name = "usage_in_bytes",
4657                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4658                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4659                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4660                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4661         },
4662         {
4663                 .name = "max_usage_in_bytes",
4664                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4665                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4666                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4667         },
4668         {
4669                 .name = "limit_in_bytes",
4670                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4671                 .write_string = mem_cgroup_write,
4672                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4673         },
4674         {
4675                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4676                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4677                 .write_string = mem_cgroup_write,
4678                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4679         },
4680         {
4681                 .name = "failcnt",
4682                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4683                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4684                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4685         },
4686         {
4687                 .name = "stat",
4688                 .read_map = mem_control_stat_show,
4689         },
4690         {
4691                 .name = "force_empty",
4692                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4693         },
4694         {
4695                 .name = "use_hierarchy",
4696                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4697                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4698         },
4699         {
4700                 .name = "swappiness",
4701                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4702                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4703         },
4704         {
4705                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4706                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4707                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4708         },
4709         {
4710                 .name = "oom_control",
4711                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4712                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4713                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4714                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4715                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4716         },
4717 #ifdef CONFIG_NUMA
4718         {
4719                 .name = "numa_stat",
4720                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4721                 .mode = S_IRUGO,
4722         },
4723 #endif
4724 };
4725
4726 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4727 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4728         {
4729                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4730                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4731                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4732                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4733                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4734         },
4735         {
4736                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4737                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4738                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4739                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4740         },
4741         {
4742                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4743                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4744                 .write_string = mem_cgroup_write,
4745                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4746         },
4747         {
4748                 .name = "memsw.failcnt",
4749                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4750                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4751                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4752         },
4753 };
4754
4755 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4756 {
4757         if (!do_swap_account)
4758                 return 0;
4759         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4760                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4761 };
4762 #else
4763 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4764 {
4765         return 0;
4766 }
4767 #endif
4768
4769 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4770 {
4771         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4772         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4773         enum lru_list lru;
4774         int zone, tmp = node;
4775         /*
4776          * This routine is called against possible nodes.
4777          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4778          *
4779          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4780          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4781          *       function.
4782          */
4783         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4784                 tmp = -1;
4785         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4786         if (!pn)
4787                 return 1;
4788
4789         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4790                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4791                 for_each_lru(lru)
4792                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4793                 mz->usage_in_excess = 0;
4794                 mz->on_tree = false;
4795                 mz->memcg = memcg;
4796         }
4797         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4798         return 0;
4799 }
4800
4801 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4802 {
4803         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4804 }
4805
4806 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4807 {
4808         struct mem_cgroup *memcg;
4809         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4810
4811         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4812         if (size < PAGE_SIZE)
4813                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4814         else
4815                 memcg = vzalloc(size);
4816
4817         if (!memcg)
4818                 return NULL;
4819
4820         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4821         if (!memcg->stat)
4822                 goto out_free;
4823         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4824         return memcg;
4825
4826 out_free:
4827         if (size < PAGE_SIZE)
4828                 kfree(memcg);
4829         else
4830                 vfree(memcg);
4831         return NULL;
4832 }
4833
4834 /*
4835  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4836  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4837  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4838  */
4839 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4840 {
4841         struct mem_cgroup *memcg;
4842
4843         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4844         vfree(memcg);
4845 }
4846 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4847 {
4848         struct mem_cgroup *memcg;
4849
4850         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4851         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4852         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4853 }
4854
4855 /*
4856  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4857  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4858  *
4859  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4860  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4861  * it goes down to 0.
4862  *
4863  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4864  */
4865
4866 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4867 {
4868         int node;
4869
4870         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4871         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4872
4873         for_each_node(node)
4874                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4875
4876         free_percpu(memcg->stat);
4877         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4878                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4879         else
4880                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4881 }
4882
4883 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4884 {
4885         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4886 }
4887
4888 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4889 {
4890         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4891                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4892                 __mem_cgroup_free(memcg);
4893                 if (parent)
4894                         mem_cgroup_put(parent);
4895         }
4896 }
4897
4898 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4899 {
4900         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4901 }
4902
4903 /*
4904  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4905  */
4906 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4907 {
4908         if (!memcg->res.parent)
4909                 return NULL;
4910         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4911 }
4912 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4913
4914 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4915 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4916 {
4917         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4918                 do_swap_account = 1;
4919 }
4920 #else
4921 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4922 {
4923 }
4924 #endif
4925
4926 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4927 {
4928         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4929         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4930         int tmp, node, zone;
4931
4932         for_each_node(node) {
4933                 tmp = node;
4934                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4935                         tmp = -1;
4936                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4937                 if (!rtpn)
4938                         goto err_cleanup;
4939
4940                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4941
4942                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4943                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4944                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4945                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4946                 }
4947         }
4948         return 0;
4949
4950 err_cleanup:
4951         for_each_node(node) {
4952                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4953                         break;
4954                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4955                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4956         }
4957         return 1;
4958
4959 }
4960
4961 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4962 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4963 {
4964         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4965         long error = -ENOMEM;
4966         int node;
4967
4968         memcg = mem_cgroup_alloc();
4969         if (!memcg)
4970                 return ERR_PTR(error);
4971
4972         for_each_node(node)
4973                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4974                         goto free_out;
4975
4976         /* root ? */
4977         if (cont->parent == NULL) {
4978                 int cpu;
4979                 enable_swap_cgroup();
4980                 parent = NULL;
4981                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4982                         goto free_out;
4983                 root_mem_cgroup = memcg;
4984                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4985                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4986                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4987                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4988                 }
4989                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4990         } else {
4991                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4992                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4993                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4994         }
4995
4996         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4997                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4998                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4999                 /*
5000                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5001                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5002                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5003                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5004                  */
5005                 mem_cgroup_get(parent);
5006         } else {
5007                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5008                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5009         }
5010         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5011         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5012
5013         if (parent)
5014                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5015         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5016         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5017         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5018         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5019         return &memcg->css;
5020 free_out:
5021         __mem_cgroup_free(memcg);
5022         return ERR_PTR(error);
5023 }
5024
5025 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5026 {
5027         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5028
5029         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5030 }
5031
5032 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5033 {
5034         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5035
5036         kmem_cgroup_destroy(cont);
5037
5038         mem_cgroup_put(memcg);
5039 }
5040
5041 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5042                                 struct cgroup *cont)
5043 {
5044         int ret;
5045
5046         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5047                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5048
5049         if (!ret)
5050                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5051
5052         if (!ret)
5053                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5054
5055         return ret;
5056 }
5057
5058 #ifdef CONFIG_MMU
5059 /* Handlers for move charge at task migration. */
5060 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5061 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5062 {
5063         int ret = 0;
5064         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5065         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5066
5067         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5068                 mc.precharge += count;
5069                 /* we don't need css_get for root */
5070                 return ret;
5071         }
5072         /* try to charge at once */
5073         if (count > 1) {
5074                 struct res_counter *dummy;
5075                 /*
5076                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5077                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5078                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5079                  * css_get().
5080                  */
5081                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5082                         goto one_by_one;
5083                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5084                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5085                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5086                         goto one_by_one;
5087                 }
5088                 mc.precharge += count;
5089                 return ret;
5090         }
5091 one_by_one:
5092         /* fall back to one by one charge */
5093         while (count--) {
5094                 if (signal_pending(current)) {
5095                         ret = -EINTR;
5096                         break;
5097                 }
5098                 if (!batch_count--) {
5099                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5100                         cond_resched();
5101                 }
5102                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5103                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5104                 if (ret)
5105                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5106                         return ret;
5107                 mc.precharge++;
5108         }
5109         return ret;
5110 }
5111
5112 /**
5113  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5114  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5115  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5116  * @ptent: the pte to be checked
5117  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5118  *
5119  * Returns
5120  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5121  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5122  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5123  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5124  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5125  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5126  *     in target->ent.
5127  *
5128  * Called with pte lock held.
5129  */
5130 union mc_target {
5131         struct page     *page;
5132         swp_entry_t     ent;
5133 };
5134
5135 enum mc_target_type {
5136         MC_TARGET_NONE = 0,
5137         MC_TARGET_PAGE,
5138         MC_TARGET_SWAP,
5139 };
5140
5141 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5142                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5143 {
5144         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5145
5146         if (!page || !page_mapped(page))
5147                 return NULL;
5148         if (PageAnon(page)) {
5149                 /* we don't move shared anon */
5150                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5151                         return NULL;
5152         } else if (!move_file())
5153                 /* we ignore mapcount for file pages */
5154                 return NULL;
5155         if (!get_page_unless_zero(page))
5156                 return NULL;
5157
5158         return page;
5159 }
5160
5161 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5162                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5163 {
5164         int usage_count;
5165         struct page *page = NULL;
5166         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5167
5168         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5169                 return NULL;
5170         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5171         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5172                 if (page)
5173                         put_page(page);
5174                 return NULL;
5175         }
5176         if (do_swap_account)
5177                 entry->val = ent.val;
5178
5179         return page;
5180 }
5181
5182 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5183                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5184 {
5185         struct page *page = NULL;
5186         struct inode *inode;
5187         struct address_space *mapping;
5188         pgoff_t pgoff;
5189
5190         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5191                 return NULL;
5192         if (!move_file())
5193                 return NULL;
5194
5195         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5196         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5197         if (pte_none(ptent))
5198                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5199         else /* pte_file(ptent) is true */
5200                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5201
5202         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5203         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5204
5205 #ifdef CONFIG_SWAP
5206         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5207         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5208                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5209                 if (do_swap_account)
5210                         *entry = swap;
5211                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5212         }
5213 #endif
5214         return page;
5215 }
5216
5217 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5218                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5219 {
5220         struct page *page = NULL;
5221         struct page_cgroup *pc;
5222         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5223         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5224
5225         if (pte_present(ptent))
5226                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5227         else if (is_swap_pte(ptent))
5228                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5229         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5230                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5231
5232         if (!page && !ent.val)
5233                 return ret;
5234         if (page) {
5235                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5236                 /*
5237                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5238                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5239                  * the lock.
5240                  */
5241                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5242                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5243                         if (target)
5244                                 target->page = page;
5245                 }
5246                 if (!ret || !target)
5247                         put_page(page);
5248         }
5249         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5250         if (ent.val && !ret &&
5251                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5252                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5253                 if (target)
5254                         target->ent = ent;
5255         }
5256         return ret;
5257 }
5258
5259 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5260 /*
5261  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5262  * support them for now.
5263  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5264  */
5265 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5266                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5267 {
5268         struct page *page = NULL;
5269         struct page_cgroup *pc;
5270         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5271
5272         page = pmd_page(pmd);
5273         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5274         if (!move_anon())
5275                 return ret;
5276         pc = lookup_page_cgroup(page);
5277         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5278                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5279                 if (target) {
5280                         get_page(page);
5281                         target->page = page;
5282                 }
5283         }
5284         return ret;
5285 }
5286 #else
5287 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5288                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5289 {
5290         return MC_TARGET_NONE;
5291 }
5292 #endif
5293
5294 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5295                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5296                                         struct mm_walk *walk)
5297 {
5298         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5299         pte_t *pte;
5300         spinlock_t *ptl;
5301
5302         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5303                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5304                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5305                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5306                 return 0;
5307         }
5308
5309         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5310                 return 0;
5311         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5312         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5313                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5314                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5315         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5316         cond_resched();
5317
5318         return 0;
5319 }
5320
5321 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5322 {
5323         unsigned long precharge;
5324         struct vm_area_struct *vma;
5325
5326         down_read(&mm->mmap_sem);
5327         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5328                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5329                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5330                         .mm = mm,
5331                         .private = vma,
5332                 };
5333                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5334                         continue;
5335                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5336                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5337         }
5338         up_read(&mm->mmap_sem);
5339
5340         precharge = mc.precharge;
5341         mc.precharge = 0;
5342
5343         return precharge;
5344 }
5345
5346 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5347 {
5348         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5349
5350         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5351         mc.moving_task = current;
5352         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5353 }
5354
5355 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5356 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5357 {
5358         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5359         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5360
5361         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5362         if (mc.precharge) {
5363                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5364                 mc.precharge = 0;
5365         }
5366         /*
5367          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5368          * we must uncharge here.
5369          */
5370         if (mc.moved_charge) {
5371                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5372                 mc.moved_charge = 0;
5373         }
5374         /* we must fixup refcnts and charges */
5375         if (mc.moved_swap) {
5376                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5377                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5378                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5379                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5380                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5381
5382                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5383                         /*
5384                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5385                          * uncharge to->res.
5386                          */
5387                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5388                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5389                 }
5390                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5391                 mc.moved_swap = 0;
5392         }
5393         memcg_oom_recover(from);
5394         memcg_oom_recover(to);
5395         wake_up_all(&mc.waitq);
5396 }
5397
5398 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5399 {
5400         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5401
5402         /*
5403          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5404          * task migration.
5405          */
5406         mc.moving_task = NULL;
5407         __mem_cgroup_clear_mc();
5408         spin_lock(&mc.lock);
5409         mc.from = NULL;
5410         mc.to = NULL;
5411         spin_unlock(&mc.lock);
5412         mem_cgroup_end_move(from);
5413 }
5414
5415 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5416                                  struct cgroup_taskset *tset)
5417 {
5418         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5419         int ret = 0;
5420         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5421
5422         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5423                 struct mm_struct *mm;
5424                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5425
5426                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5427
5428                 mm = get_task_mm(p);
5429                 if (!mm)
5430                         return 0;
5431                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5432                 if (mm->owner == p) {
5433                         VM_BUG_ON(mc.from);
5434                         VM_BUG_ON(mc.to);
5435                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5436                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5437                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5438                         mem_cgroup_start_move(from);
5439                         spin_lock(&mc.lock);
5440                         mc.from = from;
5441                         mc.to = memcg;
5442                         spin_unlock(&mc.lock);
5443                         /* We set mc.moving_task later */
5444
5445                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5446                         if (ret)
5447                                 mem_cgroup_clear_mc();
5448                 }
5449                 mmput(mm);
5450         }
5451         return ret;
5452 }
5453
5454 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5455                                      struct cgroup_taskset *tset)
5456 {
5457         mem_cgroup_clear_mc();
5458 }
5459
5460 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5461                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5462                                 struct mm_walk *walk)
5463 {
5464         int ret = 0;
5465         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5466         pte_t *pte;
5467         spinlock_t *ptl;
5468         enum mc_target_type target_type;
5469         union mc_target target;
5470         struct page *page;
5471         struct page_cgroup *pc;
5472
5473         /*
5474          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5475          * happens because:
5476          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5477          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5478          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5479          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5480          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5481          *    part of thp split is not executed yet.
5482          */
5483         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5484                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5485                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5486                         return 0;
5487                 }
5488                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5489                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5490                         page = target.page;
5491                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5492                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5493                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5494                                                              pc, mc.from, mc.to,
5495                                                              false)) {
5496                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5497                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5498                                 }
5499                                 putback_lru_page(page);
5500                         }
5501                         put_page(page);
5502                 }
5503                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5504                 return 0;
5505         }
5506
5507         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5508                 return 0;
5509 retry:
5510         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5511         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5512                 pte_t ptent = *(pte++);
5513                 swp_entry_t ent;
5514
5515                 if (!mc.precharge)
5516                         break;
5517
5518                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5519                 case MC_TARGET_PAGE:
5520                         page = target.page;
5521                         if (isolate_lru_page(page))
5522                                 goto put;
5523                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5524                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5525                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5526                                 mc.precharge--;
5527                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5528                                 mc.moved_charge++;
5529                         }
5530                         putback_lru_page(page);
5531 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5532                         put_page(page);
5533                         break;
5534                 case MC_TARGET_SWAP:
5535                         ent = target.ent;
5536                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5537                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5538                                 mc.precharge--;
5539                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5540                                 mc.moved_swap++;
5541                         }
5542                         break;
5543                 default:
5544                         break;
5545                 }
5546         }
5547         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5548         cond_resched();
5549
5550         if (addr != end) {
5551                 /*
5552                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5553                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5554                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5555                  * phase.
5556                  */
5557                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5558                 if (!ret)
5559                         goto retry;
5560         }
5561
5562         return ret;
5563 }
5564
5565 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5566 {
5567         struct vm_area_struct *vma;
5568
5569         lru_add_drain_all();
5570 retry:
5571         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5572                 /*
5573                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5574                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5575                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5576                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5577                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5578                  */
5579                 __mem_cgroup_clear_mc();
5580                 cond_resched();
5581                 goto retry;
5582         }
5583         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5584                 int ret;
5585                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5586                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5587                         .mm = mm,
5588                         .private = vma,
5589                 };
5590                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5591                         continue;
5592                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5593                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5594                 if (ret)
5595                         /*
5596                          * means we have consumed all precharges and failed in
5597                          * doing additional charge. Just abandon here.
5598                          */
5599                         break;
5600         }
5601         up_read(&mm->mmap_sem);
5602 }
5603
5604 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5605                                  struct cgroup_taskset *tset)
5606 {
5607         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5608         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5609
5610         if (mm) {
5611                 if (mc.to)
5612                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5613                 put_swap_token(mm);
5614                 mmput(mm);
5615         }
5616         if (mc.to)
5617                 mem_cgroup_clear_mc();
5618 }
5619 #else   /* !CONFIG_MMU */
5620 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5621                                  struct cgroup_taskset *tset)
5622 {
5623         return 0;
5624 }
5625 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5626                                      struct cgroup_taskset *tset)
5627 {
5628 }
5629 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5630                                  struct cgroup_taskset *tset)
5631 {
5632 }
5633 #endif
5634
5635 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5636         .name = "memory",
5637         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5638         .create = mem_cgroup_create,
5639         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5640         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5641         .populate = mem_cgroup_populate,
5642         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5643         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5644         .attach = mem_cgroup_move_task,
5645         .early_init = 0,
5646         .use_id = 1,
5647 };
5648
5649 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5650 static int __init enable_swap_account(char *s)
5651 {
5652         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5653         if (!strcmp(s, "1"))
5654                 really_do_swap_account = 1;
5655         else if (!strcmp(s, "0"))
5656                 really_do_swap_account = 0;
5657         return 1;
5658 }
5659 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5660
5661 #endif