]> nv-tegra.nvidia Code Review - linux-2.6.git/blob - mm/memcontrol.c
netfilter: xt_qtaguid: Allow tracking loopback
[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
1493         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1494
1495         /*
1496          * Do not consider swap space if we cannot swap due to swappiness
1497          */
1498         if (mem_cgroup_swappiness(memcg)) {
1499                 u64 memsw;
1500
1501                 limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1502                 memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1503
1504                 /*
1505                  * If memsw is finite and limits the amount of swap space
1506                  * available to this memcg, return that limit.
1507                  */
1508                 limit = min(limit, memsw);
1509         }
1510
1511         return limit;
1512 }
1513
1514 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1515                                         gfp_t gfp_mask,
1516                                         unsigned long flags)
1517 {
1518         unsigned long total = 0;
1519         bool noswap = false;
1520         int loop;
1521
1522         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1523                 noswap = true;
1524         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1525                 noswap = true;
1526
1527         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1528                 if (loop)
1529                         drain_all_stock_async(memcg);
1530                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1531                 /*
1532                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1533                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1534                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1535                  */
1536                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1537                         break;
1538                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1539                         break;
1540                 /*
1541                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1542                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1543                  */
1544                 if (loop && !total)
1545                         break;
1546         }
1547         return total;
1548 }
1549
1550 /**
1551  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1552  * @mem: the target memcg
1553  * @nid: the node ID to be checked.
1554  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1555  *
1556  * This function returns whether the specified memcg contains any
1557  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1558  * pages in the node.
1559  */
1560 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1561                 int nid, bool noswap)
1562 {
1563         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1564                 return true;
1565         if (noswap || !total_swap_pages)
1566                 return false;
1567         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1568                 return true;
1569         return false;
1570
1571 }
1572 #if MAX_NUMNODES > 1
1573
1574 /*
1575  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1576  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1577  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1578  *
1579  */
1580 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1581 {
1582         int nid;
1583         /*
1584          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1585          * pagein/pageout changes since the last update.
1586          */
1587         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1588                 return;
1589         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1590                 return;
1591
1592         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1593         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1594
1595         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1596
1597                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1598                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1599         }
1600
1601         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1602         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1603 }
1604
1605 /*
1606  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1607  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1608  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1609  *
1610  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1611  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1612  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1613  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1614  *
1615  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1616  */
1617 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1618 {
1619         int node;
1620
1621         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1622         node = memcg->last_scanned_node;
1623
1624         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1625         if (node == MAX_NUMNODES)
1626                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1627         /*
1628          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1629          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1630          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1631          * we use curret node.
1632          */
1633         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1634                 node = numa_node_id();
1635
1636         memcg->last_scanned_node = node;
1637         return node;
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1642  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1643  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1644  * enough new information. We need to do double check.
1645  */
1646 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1647 {
1648         int nid;
1649
1650         /*
1651          * quick check...making use of scan_node.
1652          * We can skip unused nodes.
1653          */
1654         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1655                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1656                      nid < MAX_NUMNODES;
1657                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1658
1659                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1660                                 return true;
1661                 }
1662         }
1663         /*
1664          * Check rest of nodes.
1665          */
1666         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1667                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1668                         continue;
1669                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1670                         return true;
1671         }
1672         return false;
1673 }
1674
1675 #else
1676 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1677 {
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1682 {
1683         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1684 }
1685 #endif
1686
1687 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1688                                    struct zone *zone,
1689                                    gfp_t gfp_mask,
1690                                    unsigned long *total_scanned)
1691 {
1692         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1693         int total = 0;
1694         int loop = 0;
1695         unsigned long excess;
1696         unsigned long nr_scanned;
1697         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1698                 .zone = zone,
1699                 .priority = 0,
1700         };
1701
1702         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1703
1704         while (1) {
1705                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1706                 if (!victim) {
1707                         loop++;
1708                         if (loop >= 2) {
1709                                 /*
1710                                  * If we have not been able to reclaim
1711                                  * anything, it might because there are
1712                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1713                                  */
1714                                 if (!total)
1715                                         break;
1716                                 /*
1717                                  * We want to do more targeted reclaim.
1718                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1719                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1720                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1721                                  */
1722                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1723                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1724                                         break;
1725                         }
1726                         continue;
1727                 }
1728                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1729                         continue;
1730                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1731                                                      zone, &nr_scanned);
1732                 *total_scanned += nr_scanned;
1733                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1734                         break;
1735         }
1736         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1737         return total;
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1742  * If someone is running, return false.
1743  * Has to be called with memcg_oom_lock
1744  */
1745 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1746 {
1747         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1748
1749         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1750                 if (iter->oom_lock) {
1751                         /*
1752                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1753                          * so we cannot give a lock.
1754                          */
1755                         failed = iter;
1756                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1757                         break;
1758                 } else
1759                         iter->oom_lock = true;
1760         }
1761
1762         if (!failed)
1763                 return true;
1764
1765         /*
1766          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1767          * what we set up to the failing subtree
1768          */
1769         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1770                 if (iter == failed) {
1771                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1772                         break;
1773                 }
1774                 iter->oom_lock = false;
1775         }
1776         return false;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Has to be called with memcg_oom_lock
1781  */
1782 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1783 {
1784         struct mem_cgroup *iter;
1785
1786         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1787                 iter->oom_lock = false;
1788         return 0;
1789 }
1790
1791 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1792 {
1793         struct mem_cgroup *iter;
1794
1795         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1796                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1797 }
1798
1799 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1800 {
1801         struct mem_cgroup *iter;
1802
1803         /*
1804          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1805          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1806          * atomic_add_unless() here.
1807          */
1808         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1809                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1810 }
1811
1812 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1813 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1814
1815 struct oom_wait_info {
1816         struct mem_cgroup *memcg;
1817         wait_queue_t    wait;
1818 };
1819
1820 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1821         unsigned mode, int sync, void *arg)
1822 {
1823         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg;
1824         struct mem_cgroup *oom_wait_memcg;
1825         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1826
1827         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1828         oom_wait_memcg = oom_wait_info->memcg;
1829
1830         /*
1831          * Both of oom_wait_info->memcg and wake_memcg are stable under us.
1832          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1833          */
1834         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1835                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1836                 return 0;
1837         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1838 }
1839
1840 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1841 {
1842         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1843         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1844 }
1845
1846 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1847 {
1848         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1849                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1850 }
1851
1852 /*
1853  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1854  */
1855 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask, int order)
1856 {
1857         struct oom_wait_info owait;
1858         bool locked, need_to_kill;
1859
1860         owait.memcg = memcg;
1861         owait.wait.flags = 0;
1862         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1863         owait.wait.private = current;
1864         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1865         need_to_kill = true;
1866         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1867
1868         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1869         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1870         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1871         /*
1872          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1873          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1874          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1875          */
1876         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1877         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1878                 need_to_kill = false;
1879         if (locked)
1880                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1881         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1882
1883         if (need_to_kill) {
1884                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1885                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask, order);
1886         } else {
1887                 schedule();
1888                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1889         }
1890         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1891         if (locked)
1892                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1893         memcg_wakeup_oom(memcg);
1894         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1895
1896         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1897
1898         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1899                 return false;
1900         /* Give chance to dying process */
1901         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1902         return true;
1903 }
1904
1905 /*
1906  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1907  * generalized to update other statistics as well.
1908  *
1909  * Notes: Race condition
1910  *
1911  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1912  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1913  * to do so _always_.
1914  *
1915  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1916  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1917  * are no race with "charge".
1918  *
1919  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1920  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1921  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1922  * by flags.
1923  *
1924  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1925  * small, we check mm->moving_account and detect there are possibility of race
1926  * If there is, we take a lock.
1927  */
1928
1929 void __mem_cgroup_begin_update_page_stat(struct page *page,
1930                                 bool *locked, unsigned long *flags)
1931 {
1932         struct mem_cgroup *memcg;
1933         struct page_cgroup *pc;
1934
1935         pc = lookup_page_cgroup(page);
1936 again:
1937         memcg = pc->mem_cgroup;
1938         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1939                 return;
1940         /*
1941          * If this memory cgroup is not under account moving, we don't
1942          * need to take move_lock_page_cgroup(). Because we already hold
1943          * rcu_read_lock(), any calls to move_account will be delayed until
1944          * rcu_read_unlock() if mem_cgroup_stolen() == true.
1945          */
1946         if (!mem_cgroup_stolen(memcg))
1947                 return;
1948
1949         move_lock_mem_cgroup(memcg, flags);
1950         if (memcg != pc->mem_cgroup || !PageCgroupUsed(pc)) {
1951                 move_unlock_mem_cgroup(memcg, flags);
1952                 goto again;
1953         }
1954         *locked = true;
1955 }
1956
1957 void __mem_cgroup_end_update_page_stat(struct page *page, unsigned long *flags)
1958 {
1959         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1960
1961         /*
1962          * It's guaranteed that pc->mem_cgroup never changes while
1963          * lock is held because a routine modifies pc->mem_cgroup
1964          * should take move_lock_page_cgroup().
1965          */
1966         move_unlock_mem_cgroup(pc->mem_cgroup, flags);
1967 }
1968
1969 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1970                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1971 {
1972         struct mem_cgroup *memcg;
1973         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1974         unsigned long uninitialized_var(flags);
1975
1976         if (mem_cgroup_disabled())
1977                 return;
1978
1979         memcg = pc->mem_cgroup;
1980         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1981                 return;
1982
1983         switch (idx) {
1984         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1985                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1986                 break;
1987         default:
1988                 BUG();
1989         }
1990
1991         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1992 }
1993
1994 /*
1995  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1996  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1997  */
1998 #define CHARGE_BATCH    32U
1999 struct memcg_stock_pcp {
2000         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2001         unsigned int nr_pages;
2002         struct work_struct work;
2003         unsigned long flags;
2004 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2005 };
2006 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2007 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2008
2009 /*
2010  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2011  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2012  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2013  * refilled.
2014  */
2015 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
2016 {
2017         struct memcg_stock_pcp *stock;
2018         bool ret = true;
2019
2020         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2021         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
2022                 stock->nr_pages--;
2023         else /* need to call res_counter_charge */
2024                 ret = false;
2025         put_cpu_var(memcg_stock);
2026         return ret;
2027 }
2028
2029 /*
2030  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2031  */
2032 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2033 {
2034         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2035
2036         if (stock->nr_pages) {
2037                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2038
2039                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2040                 if (do_swap_account)
2041                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2042                 stock->nr_pages = 0;
2043         }
2044         stock->cached = NULL;
2045 }
2046
2047 /*
2048  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2049  * a thread which is pinned to local cpu.
2050  */
2051 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2052 {
2053         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2054         drain_stock(stock);
2055         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2056 }
2057
2058 /*
2059  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2060  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2061  */
2062 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2063 {
2064         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2065
2066         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2067                 drain_stock(stock);
2068                 stock->cached = memcg;
2069         }
2070         stock->nr_pages += nr_pages;
2071         put_cpu_var(memcg_stock);
2072 }
2073
2074 /*
2075  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2076  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2077  * until the work is done.
2078  */
2079 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2080 {
2081         int cpu, curcpu;
2082
2083         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2084         get_online_cpus();
2085         curcpu = get_cpu();
2086         for_each_online_cpu(cpu) {
2087                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2088                 struct mem_cgroup *memcg;
2089
2090                 memcg = stock->cached;
2091                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2092                         continue;
2093                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2094                         continue;
2095                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2096                         if (cpu == curcpu)
2097                                 drain_local_stock(&stock->work);
2098                         else
2099                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2100                 }
2101         }
2102         put_cpu();
2103
2104         if (!sync)
2105                 goto out;
2106
2107         for_each_online_cpu(cpu) {
2108                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2109                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2110                         flush_work(&stock->work);
2111         }
2112 out:
2113         put_online_cpus();
2114 }
2115
2116 /*
2117  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2118  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2119  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2120  * it.
2121  */
2122 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2123 {
2124         /*
2125          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2126          */
2127         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2128                 return;
2129         drain_all_stock(root_memcg, false);
2130         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2131 }
2132
2133 /* This is a synchronous drain interface. */
2134 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2135 {
2136         /* called when force_empty is called */
2137         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2138         drain_all_stock(root_memcg, true);
2139         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2140 }
2141
2142 /*
2143  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2144  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2145  */
2146 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2147 {
2148         int i;
2149
2150         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2151         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2152                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2153
2154                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2155                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2156         }
2157         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2158                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2159
2160                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2161                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2162         }
2163         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2164 }
2165
2166 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2167                                         unsigned long action,
2168                                         void *hcpu)
2169 {
2170         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2171         struct memcg_stock_pcp *stock;
2172         struct mem_cgroup *iter;
2173
2174         if (action == CPU_ONLINE)
2175                 return NOTIFY_OK;
2176
2177         if (action != CPU_DEAD && action != CPU_DEAD_FROZEN)
2178                 return NOTIFY_OK;
2179
2180         for_each_mem_cgroup(iter)
2181                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2182
2183         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2184         drain_stock(stock);
2185         return NOTIFY_OK;
2186 }
2187
2188
2189 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2190 enum {
2191         CHARGE_OK,              /* success */
2192         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2193         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2194         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2195         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2196 };
2197
2198 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2199                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2200 {
2201         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2202         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2203         struct res_counter *fail_res;
2204         unsigned long flags = 0;
2205         int ret;
2206
2207         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2208
2209         if (likely(!ret)) {
2210                 if (!do_swap_account)
2211                         return CHARGE_OK;
2212                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2213                 if (likely(!ret))
2214                         return CHARGE_OK;
2215
2216                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2217                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2218                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2219         } else
2220                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2221         /*
2222          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2223          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2224          *
2225          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2226          * single page instead.
2227          */
2228         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2229                 return CHARGE_RETRY;
2230
2231         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2232                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2233
2234         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2235         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2236                 return CHARGE_RETRY;
2237         /*
2238          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2239          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2240          * before killing the task.
2241          *
2242          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2243          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2244          * to regular pages anyway in case of failure.
2245          */
2246         if (nr_pages == 1 && ret)
2247                 return CHARGE_RETRY;
2248
2249         /*
2250          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2251          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2252          */
2253         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2254                 return CHARGE_RETRY;
2255
2256         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2257         if (!oom_check)
2258                 return CHARGE_NOMEM;
2259         /* check OOM */
2260         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask, get_order(csize)))
2261                 return CHARGE_OOM_DIE;
2262
2263         return CHARGE_RETRY;
2264 }
2265
2266 /*
2267  * __mem_cgroup_try_charge() does
2268  * 1. detect memcg to be charged against from passed *mm and *ptr,
2269  * 2. update res_counter
2270  * 3. call memory reclaim if necessary.
2271  *
2272  * In some special case, if the task is fatal, fatal_signal_pending() or
2273  * has TIF_MEMDIE, this function returns -EINTR while writing root_mem_cgroup
2274  * to *ptr. There are two reasons for this. 1: fatal threads should quit as soon
2275  * as possible without any hazards. 2: all pages should have a valid
2276  * pc->mem_cgroup. If mm is NULL and the caller doesn't pass a valid memcg
2277  * pointer, that is treated as a charge to root_mem_cgroup.
2278  *
2279  * So __mem_cgroup_try_charge() will return
2280  *  0       ...  on success, filling *ptr with a valid memcg pointer.
2281  *  -ENOMEM ...  charge failure because of resource limits.
2282  *  -EINTR  ...  if thread is fatal. *ptr is filled with root_mem_cgroup.
2283  *
2284  * Unlike the exported interface, an "oom" parameter is added. if oom==true,
2285  * the oom-killer can be invoked.
2286  */
2287 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2288                                    gfp_t gfp_mask,
2289                                    unsigned int nr_pages,
2290                                    struct mem_cgroup **ptr,
2291                                    bool oom)
2292 {
2293         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2294         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2295         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2296         int ret;
2297
2298         /*
2299          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2300          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2301          * MEMDIE process.
2302          */
2303         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2304                      || fatal_signal_pending(current)))
2305                 goto bypass;
2306
2307         /*
2308          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2309          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2310          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2311          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2312          */
2313         if (!*ptr && !mm)
2314                 *ptr = root_mem_cgroup;
2315 again:
2316         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2317                 memcg = *ptr;
2318                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2319                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2320                         goto done;
2321                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2322                         goto done;
2323                 css_get(&memcg->css);
2324         } else {
2325                 struct task_struct *p;
2326
2327                 rcu_read_lock();
2328                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2329                 /*
2330                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2331                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2332                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2333                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2334                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2335                  * small race, here.
2336                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2337                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2338                  */
2339                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2340                 if (!memcg)
2341                         memcg = root_mem_cgroup;
2342                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2343                         rcu_read_unlock();
2344                         goto done;
2345                 }
2346                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2347                         /*
2348                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2349                          * But considering how consume_stok works, it's not
2350                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2351                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2352                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2353                          * calling consume_stock().
2354                          */
2355                         rcu_read_unlock();
2356                         goto done;
2357                 }
2358                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2359                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2360                         rcu_read_unlock();
2361                         goto again;
2362                 }
2363                 rcu_read_unlock();
2364         }
2365
2366         do {
2367                 bool oom_check;
2368
2369                 /* If killed, bypass charge */
2370                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2371                         css_put(&memcg->css);
2372                         goto bypass;
2373                 }
2374
2375                 oom_check = false;
2376                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2377                         oom_check = true;
2378                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2379                 }
2380
2381                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2382                 switch (ret) {
2383                 case CHARGE_OK:
2384                         break;
2385                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2386                         batch = nr_pages;
2387                         css_put(&memcg->css);
2388                         memcg = NULL;
2389                         goto again;
2390                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2391                         css_put(&memcg->css);
2392                         goto nomem;
2393                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2394                         if (!oom) {
2395                                 css_put(&memcg->css);
2396                                 goto nomem;
2397                         }
2398                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2399                         nr_oom_retries--;
2400                         break;
2401                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2402                         css_put(&memcg->css);
2403                         goto bypass;
2404                 }
2405         } while (ret != CHARGE_OK);
2406
2407         if (batch > nr_pages)
2408                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2409         css_put(&memcg->css);
2410 done:
2411         *ptr = memcg;
2412         return 0;
2413 nomem:
2414         *ptr = NULL;
2415         return -ENOMEM;
2416 bypass:
2417         *ptr = root_mem_cgroup;
2418         return -EINTR;
2419 }
2420
2421 /*
2422  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2423  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2424  * gotten by try_charge().
2425  */
2426 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2427                                        unsigned int nr_pages)
2428 {
2429         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2430                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2431
2432                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2433                 if (do_swap_account)
2434                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2435         }
2436 }
2437
2438 /*
2439  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2440  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2441  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2442  * memcg.)
2443  */
2444 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2445 {
2446         struct cgroup_subsys_state *css;
2447
2448         /* ID 0 is unused ID */
2449         if (!id)
2450                 return NULL;
2451         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2452         if (!css)
2453                 return NULL;
2454         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2455 }
2456
2457 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2458 {
2459         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2460         struct page_cgroup *pc;
2461         unsigned short id;
2462         swp_entry_t ent;
2463
2464         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2465
2466         pc = lookup_page_cgroup(page);
2467         lock_page_cgroup(pc);
2468         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2469                 memcg = pc->mem_cgroup;
2470                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2471                         memcg = NULL;
2472         } else if (PageSwapCache(page)) {
2473                 ent.val = page_private(page);
2474                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2475                 rcu_read_lock();
2476                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2477                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2478                         memcg = NULL;
2479                 rcu_read_unlock();
2480         }
2481         unlock_page_cgroup(pc);
2482         return memcg;
2483 }
2484
2485 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2486                                        struct page *page,
2487                                        unsigned int nr_pages,
2488                                        enum charge_type ctype,
2489                                        bool lrucare)
2490 {
2491         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2492         struct zone *uninitialized_var(zone);
2493         bool was_on_lru = false;
2494         bool anon;
2495
2496         lock_page_cgroup(pc);
2497         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2498                 unlock_page_cgroup(pc);
2499                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2500                 return;
2501         }
2502         /*
2503          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2504          * accessed by any other context at this point.
2505          */
2506
2507         /*
2508          * In some cases, SwapCache and FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2509          * may already be on some other mem_cgroup's LRU.  Take care of it.
2510          */
2511         if (lrucare) {
2512                 zone = page_zone(page);
2513                 spin_lock_irq(&zone->lru_lock);
2514                 if (PageLRU(page)) {
2515                         ClearPageLRU(page);
2516                         del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2517                         was_on_lru = true;
2518                 }
2519         }
2520
2521         pc->mem_cgroup = memcg;
2522         /*
2523          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2524          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2525          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2526          * before USED bit, we need memory barrier here.
2527          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2528          */
2529         smp_wmb();
2530         SetPageCgroupUsed(pc);
2531
2532         if (lrucare) {
2533                 if (was_on_lru) {
2534                         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2535                         SetPageLRU(page);
2536                         add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2537                 }
2538                 spin_unlock_irq(&zone->lru_lock);
2539         }
2540
2541         if (ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED)
2542                 anon = true;
2543         else
2544                 anon = false;
2545
2546         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, nr_pages);
2547         unlock_page_cgroup(pc);
2548
2549         /*
2550          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2551          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2552          * if they exceeds softlimit.
2553          */
2554         memcg_check_events(memcg, page);
2555 }
2556
2557 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2558
2559 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MIGRATION))
2560 /*
2561  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2562  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2563  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2564  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2565  */
2566 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2567 {
2568         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2569         struct page_cgroup *pc;
2570         int i;
2571
2572         if (mem_cgroup_disabled())
2573                 return;
2574         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2575                 pc = head_pc + i;
2576                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2577                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2578                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2579         }
2580 }
2581 #endif /* CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE */
2582
2583 /**
2584  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2585  * @page: the page
2586  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2587  * @pc: page_cgroup of the page.
2588  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2589  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2590  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2591  *
2592  * The caller must confirm following.
2593  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2594  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2595  *
2596  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2597  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2598  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2599  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2600  */
2601 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2602                                    unsigned int nr_pages,
2603                                    struct page_cgroup *pc,
2604                                    struct mem_cgroup *from,
2605                                    struct mem_cgroup *to,
2606                                    bool uncharge)
2607 {
2608         unsigned long flags;
2609         int ret;
2610         bool anon = PageAnon(page);
2611
2612         VM_BUG_ON(from == to);
2613         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2614         /*
2615          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2616          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2617          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2618          * hold it.
2619          */
2620         ret = -EBUSY;
2621         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2622                 goto out;
2623
2624         lock_page_cgroup(pc);
2625
2626         ret = -EINVAL;
2627         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2628                 goto unlock;
2629
2630         move_lock_mem_cgroup(from, &flags);
2631
2632         if (!anon && page_mapped(page)) {
2633                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2634                 preempt_disable();
2635                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2636                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2637                 preempt_enable();
2638         }
2639         mem_cgroup_charge_statistics(from, anon, -nr_pages);
2640         if (uncharge)
2641                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2642                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2643
2644         /* caller should have done css_get */
2645         pc->mem_cgroup = to;
2646         mem_cgroup_charge_statistics(to, anon, nr_pages);
2647         /*
2648          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2649          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2650          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2651          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2652          * status here.
2653          */
2654         move_unlock_mem_cgroup(from, &flags);
2655         ret = 0;
2656 unlock:
2657         unlock_page_cgroup(pc);
2658         /*
2659          * check events
2660          */
2661         memcg_check_events(to, page);
2662         memcg_check_events(from, page);
2663 out:
2664         return ret;
2665 }
2666
2667 /*
2668  * move charges to its parent.
2669  */
2670
2671 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2672                                   struct page_cgroup *pc,
2673                                   struct mem_cgroup *child,
2674                                   gfp_t gfp_mask)
2675 {
2676         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2677         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2678         struct mem_cgroup *parent;
2679         unsigned int nr_pages;
2680         unsigned long uninitialized_var(flags);
2681         int ret;
2682
2683         /* Is ROOT ? */
2684         if (!pcg)
2685                 return -EINVAL;
2686
2687         ret = -EBUSY;
2688         if (!get_page_unless_zero(page))
2689                 goto out;
2690         if (isolate_lru_page(page))
2691                 goto put;
2692
2693         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2694
2695         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2696         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2697         if (ret)
2698                 goto put_back;
2699
2700         if (nr_pages > 1)
2701                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2702
2703         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2704         if (ret)
2705                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2706
2707         if (nr_pages > 1)
2708                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2709 put_back:
2710         putback_lru_page(page);
2711 put:
2712         put_page(page);
2713 out:
2714         return ret;
2715 }
2716
2717 /*
2718  * Charge the memory controller for page usage.
2719  * Return
2720  * 0 if the charge was successful
2721  * < 0 if the cgroup is over its limit
2722  */
2723 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2724                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2725 {
2726         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2727         unsigned int nr_pages = 1;
2728         bool oom = true;
2729         int ret;
2730
2731         if (PageTransHuge(page)) {
2732                 nr_pages <<= compound_order(page);
2733                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2734                 /*
2735                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2736                  * fault handler will fall back to regular pages.
2737                  */
2738                 oom = false;
2739         }
2740
2741         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2742         if (ret == -ENOMEM)
2743                 return ret;
2744         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, ctype, false);
2745         return 0;
2746 }
2747
2748 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2749                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2750 {
2751         if (mem_cgroup_disabled())
2752                 return 0;
2753         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2754         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2755         VM_BUG_ON(!mm);
2756         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2757                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2758 }
2759
2760 static void
2761 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2762                                         enum charge_type ctype);
2763
2764 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2765                                 gfp_t gfp_mask)
2766 {
2767         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2768         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2769         int ret;
2770
2771         if (mem_cgroup_disabled())
2772                 return 0;
2773         if (PageCompound(page))
2774                 return 0;
2775
2776         if (unlikely(!mm))
2777                 mm = &init_mm;
2778         if (!page_is_file_cache(page))
2779                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2780
2781         if (!PageSwapCache(page))
2782                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2783         else { /* page is swapcache/shmem */
2784                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2785                 if (!ret)
2786                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2787         }
2788         return ret;
2789 }
2790
2791 /*
2792  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2793  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2794  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2795  * "commit()" or removed by "cancel()"
2796  */
2797 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2798                                  struct page *page,
2799                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2800 {
2801         struct mem_cgroup *memcg;
2802         int ret;
2803
2804         *memcgp = NULL;
2805
2806         if (mem_cgroup_disabled())
2807                 return 0;
2808
2809         if (!do_swap_account)
2810                 goto charge_cur_mm;
2811         /*
2812          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2813          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2814          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2815          * KSM case which does need to charge the page.
2816          */
2817         if (!PageSwapCache(page))
2818                 goto charge_cur_mm;
2819         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2820         if (!memcg)
2821                 goto charge_cur_mm;
2822         *memcgp = memcg;
2823         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2824         css_put(&memcg->css);
2825         if (ret == -EINTR)
2826                 ret = 0;
2827         return ret;
2828 charge_cur_mm:
2829         if (unlikely(!mm))
2830                 mm = &init_mm;
2831         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2832         if (ret == -EINTR)
2833                 ret = 0;
2834         return ret;
2835 }
2836
2837 static void
2838 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2839                                         enum charge_type ctype)
2840 {
2841         if (mem_cgroup_disabled())
2842                 return;
2843         if (!memcg)
2844                 return;
2845         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2846
2847         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, ctype, true);
2848         /*
2849          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2850          * counted both as mem and swap....double count.
2851          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2852          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2853          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2854          */
2855         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2856                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2857                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2858                 unsigned short id;
2859
2860                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2861                 rcu_read_lock();
2862                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2863                 if (swap_memcg) {
2864                         /*
2865                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2866                          * calling css_tryget
2867                          */
2868                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2869                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2870                                                      PAGE_SIZE);
2871                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2872                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2873                 }
2874                 rcu_read_unlock();
2875         }
2876         /*
2877          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2878          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2879          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2880          */
2881         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2882 }
2883
2884 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2885                                      struct mem_cgroup *memcg)
2886 {
2887         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2888                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2889 }
2890
2891 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2892 {
2893         if (mem_cgroup_disabled())
2894                 return;
2895         if (!memcg)
2896                 return;
2897         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2898 }
2899
2900 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2901                                    unsigned int nr_pages,
2902                                    const enum charge_type ctype)
2903 {
2904         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2905         bool uncharge_memsw = true;
2906
2907         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2908         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2909                 uncharge_memsw = false;
2910
2911         batch = &current->memcg_batch;
2912         /*
2913          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2914          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2915          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2916          */
2917         if (!batch->memcg)
2918                 batch->memcg = memcg;
2919         /*
2920          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2921          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2922          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2923          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2924          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2925          */
2926
2927         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2928                 goto direct_uncharge;
2929
2930         if (nr_pages > 1)
2931                 goto direct_uncharge;
2932
2933         /*
2934          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2935          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2936          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2937          */
2938         if (batch->memcg != memcg)
2939                 goto direct_uncharge;
2940         /* remember freed charge and uncharge it later */
2941         batch->nr_pages++;
2942         if (uncharge_memsw)
2943                 batch->memsw_nr_pages++;
2944         return;
2945 direct_uncharge:
2946         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2947         if (uncharge_memsw)
2948                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2949         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2950                 memcg_oom_recover(memcg);
2951 }
2952
2953 /*
2954  * uncharge if !page_mapped(page)
2955  */
2956 static struct mem_cgroup *
2957 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2958 {
2959         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2960         unsigned int nr_pages = 1;
2961         struct page_cgroup *pc;
2962         bool anon;
2963
2964         if (mem_cgroup_disabled())
2965                 return NULL;
2966
2967         if (PageSwapCache(page))
2968                 return NULL;
2969
2970         if (PageTransHuge(page)) {
2971                 nr_pages <<= compound_order(page);
2972                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2973         }
2974         /*
2975          * Check if our page_cgroup is valid
2976          */
2977         pc = lookup_page_cgroup(page);
2978         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2979                 return NULL;
2980
2981         lock_page_cgroup(pc);
2982
2983         memcg = pc->mem_cgroup;
2984
2985         if (!PageCgroupUsed(pc))
2986                 goto unlock_out;
2987
2988         anon = PageAnon(page);
2989
2990         switch (ctype) {
2991         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2992                 /*
2993                  * Generally PageAnon tells if it's the anon statistics to be
2994                  * updated; but sometimes e.g. mem_cgroup_uncharge_page() is
2995                  * used before page reached the stage of being marked PageAnon.
2996                  */
2997                 anon = true;
2998                 /* fallthrough */
2999         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3000                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3001                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3002                         goto unlock_out;
3003                 break;
3004         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3005                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3006                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3007                                 goto unlock_out;
3008                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3009                                 goto unlock_out;
3010                 break;
3011         default:
3012                 break;
3013         }
3014
3015         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, anon, -nr_pages);
3016
3017         ClearPageCgroupUsed(pc);
3018         /*
3019          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3020          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3021          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3022          * special functions.
3023          */
3024
3025         unlock_page_cgroup(pc);
3026         /*
3027          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
3028          * will never be freed.
3029          */
3030         memcg_check_events(memcg, page);
3031         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3032                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
3033                 mem_cgroup_get(memcg);
3034         }
3035         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3036                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
3037
3038         return memcg;
3039
3040 unlock_out:
3041         unlock_page_cgroup(pc);
3042         return NULL;
3043 }
3044
3045 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3046 {
3047         /* early check. */
3048         if (page_mapped(page))
3049                 return;
3050         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
3051         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3052 }
3053
3054 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3055 {
3056         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3057         VM_BUG_ON(page->mapping);
3058         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3059 }
3060
3061 /*
3062  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3063  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3064  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3065  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3066  * This may be called prural(2) times in a context,
3067  */
3068
3069 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3070 {
3071         current->memcg_batch.do_batch++;
3072         /* We can do nest. */
3073         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3074                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3075                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3076                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3077         }
3078 }
3079
3080 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3081 {
3082         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3083
3084         if (!batch->do_batch)
3085                 return;
3086
3087         batch->do_batch--;
3088         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3089                 return;
3090
3091         if (!batch->memcg)
3092                 return;
3093         /*
3094          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3095          * bacause we hide charges behind us.
3096          */
3097         if (batch->nr_pages)
3098                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3099                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3100         if (batch->memsw_nr_pages)
3101                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3102                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3103         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3104         /* forget this pointer (for sanity check) */
3105         batch->memcg = NULL;
3106 }
3107
3108 #ifdef CONFIG_SWAP
3109 /*
3110  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3111  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3112  */
3113 void
3114 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3115 {
3116         struct mem_cgroup *memcg;
3117         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3118
3119         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3120                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3121
3122         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3123
3124         /*
3125          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3126          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3127          */
3128         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3129                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3130 }
3131 #endif
3132
3133 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3134 /*
3135  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3136  * uncharge "memsw" account.
3137  */
3138 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3139 {
3140         struct mem_cgroup *memcg;
3141         unsigned short id;
3142
3143         if (!do_swap_account)
3144                 return;
3145
3146         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3147         rcu_read_lock();
3148         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3149         if (memcg) {
3150                 /*
3151                  * We uncharge this because swap is freed.
3152                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3153                  */
3154                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3155                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3156                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3157                 mem_cgroup_put(memcg);
3158         }
3159         rcu_read_unlock();
3160 }
3161
3162 /**
3163  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3164  * @entry: swap entry to be moved
3165  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3166  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3167  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3168  *
3169  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3170  * as the mem_cgroup's id of @from.
3171  *
3172  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3173  *
3174  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3175  * both res and memsw, and called css_get().
3176  */
3177 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3178                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3179 {
3180         unsigned short old_id, new_id;
3181
3182         old_id = css_id(&from->css);
3183         new_id = css_id(&to->css);
3184
3185         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3186                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3187                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3188                 /*
3189                  * This function is only called from task migration context now.
3190                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3191                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3192                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3193                  * because if the process that has been moved to @to does
3194                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3195                  */
3196                 mem_cgroup_get(to);
3197                 if (need_fixup) {
3198                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3199                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3200                         mem_cgroup_put(from);
3201                         /*
3202                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3203                          * uncharge to->res.
3204                          */
3205                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3206                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3207                 }
3208                 return 0;
3209         }
3210         return -EINVAL;
3211 }
3212 #else
3213 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3214                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3215 {
3216         return -EINVAL;
3217 }
3218 #endif
3219
3220 /*
3221  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3222  * page belongs to.
3223  */
3224 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3225         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3226 {
3227         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3228         struct page_cgroup *pc;
3229         enum charge_type ctype;
3230         int ret = 0;
3231
3232         *memcgp = NULL;
3233
3234         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3235         if (mem_cgroup_disabled())
3236                 return 0;
3237
3238         pc = lookup_page_cgroup(page);
3239         lock_page_cgroup(pc);
3240         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3241                 memcg = pc->mem_cgroup;
3242                 css_get(&memcg->css);
3243                 /*
3244                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3245                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3246                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3247                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3248                  * until end_migration() is called
3249                  *
3250                  * Corner Case Thinking
3251                  * A)
3252                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3253                  * while migration was ongoing.
3254                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3255                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3256                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3257                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3258                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3259                  *
3260                  * B)
3261                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3262                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3263                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3264                  * without charging it again.
3265                  *
3266                  * C)
3267                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3268                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3269                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3270                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3271                  */
3272                 if (PageAnon(page))
3273                         SetPageCgroupMigration(pc);
3274         }
3275         unlock_page_cgroup(pc);
3276         /*
3277          * If the page is not charged at this point,
3278          * we return here.
3279          */
3280         if (!memcg)
3281                 return 0;
3282
3283         *memcgp = memcg;
3284         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3285         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3286         if (ret) {
3287                 if (PageAnon(page)) {
3288                         lock_page_cgroup(pc);
3289                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3290                         unlock_page_cgroup(pc);
3291                         /*
3292                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3293                          */
3294                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3295                 }
3296                 /* we'll need to revisit this error code (we have -EINTR) */
3297                 return -ENOMEM;
3298         }
3299         /*
3300          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3301          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3302          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3303          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3304          */
3305         if (PageAnon(page))
3306                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3307         else if (page_is_file_cache(page))
3308                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3309         else
3310                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3311         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, ctype, false);
3312         return ret;
3313 }
3314
3315 /* remove redundant charge if migration failed*/
3316 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3317         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3318 {
3319         struct page *used, *unused;
3320         struct page_cgroup *pc;
3321         bool anon;
3322
3323         if (!memcg)
3324                 return;
3325         /* blocks rmdir() */
3326         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3327         if (!migration_ok) {
3328                 used = oldpage;
3329                 unused = newpage;
3330         } else {
3331                 used = newpage;
3332                 unused = oldpage;
3333         }
3334         /*
3335          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3336          * of the page goes down to zero, temporarly.
3337          * Clear the flag and check the page should be charged.
3338          */
3339         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3340         lock_page_cgroup(pc);
3341         ClearPageCgroupMigration(pc);
3342         unlock_page_cgroup(pc);
3343         anon = PageAnon(used);
3344         __mem_cgroup_uncharge_common(unused,
3345                 anon ? MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED
3346                      : MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3347
3348         /*
3349          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3350          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3351          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3352          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3353          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3354          * check. (see prepare_charge() also)
3355          */
3356         if (anon)
3357                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3358         /*
3359          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3360          * tasks.
3361          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3362          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3363          */
3364         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3365 }
3366
3367 /*
3368  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3369  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3370  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3371  */
3372 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3373                                   struct page *newpage)
3374 {
3375         struct mem_cgroup *memcg;
3376         struct page_cgroup *pc;
3377         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3378
3379         if (mem_cgroup_disabled())
3380                 return;
3381
3382         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3383         /* fix accounting on old pages */
3384         lock_page_cgroup(pc);
3385         memcg = pc->mem_cgroup;
3386         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, false, -1);
3387         ClearPageCgroupUsed(pc);
3388         unlock_page_cgroup(pc);
3389
3390         if (PageSwapBacked(oldpage))
3391                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3392
3393         /*
3394          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3395          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3396          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3397          */
3398         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, newpage, 1, type, true);
3399 }
3400
3401 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3402 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3403 {
3404         struct page_cgroup *pc;
3405
3406         pc = lookup_page_cgroup(page);
3407         /*
3408          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3409          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3410          * or when mem_cgroup_disabled().
3411          */
3412         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3413                 return pc;
3414         return NULL;
3415 }
3416
3417 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3418 {
3419         if (mem_cgroup_disabled())
3420                 return false;
3421
3422         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3423 }
3424
3425 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3426 {
3427         struct page_cgroup *pc;
3428
3429         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3430         if (pc) {
3431                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p\n",
3432                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3433         }
3434 }
3435 #endif
3436
3437 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3438
3439 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3440                                 unsigned long long val)
3441 {
3442         int retry_count;
3443         u64 memswlimit, memlimit;
3444         int ret = 0;
3445         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3446         u64 curusage, oldusage;
3447         int enlarge;
3448
3449         /*
3450          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3451          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3452          * of # of children which we should visit in this loop.
3453          */
3454         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3455
3456         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3457
3458         enlarge = 0;
3459         while (retry_count) {
3460                 if (signal_pending(current)) {
3461                         ret = -EINTR;
3462                         break;
3463                 }
3464                 /*
3465                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3466                  * open coded manner. You see what this really does.
3467                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3468                  */
3469                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3470                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3471                 if (memswlimit < val) {
3472                         ret = -EINVAL;
3473                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3474                         break;
3475                 }
3476
3477                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3478                 if (memlimit < val)
3479                         enlarge = 1;
3480
3481                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3482                 if (!ret) {
3483                         if (memswlimit == val)
3484                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3485                         else
3486                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3487                 }
3488                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3489
3490                 if (!ret)
3491                         break;
3492
3493                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3494                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3495                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3496                 /* Usage is reduced ? */
3497                 if (curusage >= oldusage)
3498                         retry_count--;
3499                 else
3500                         oldusage = curusage;
3501         }
3502         if (!ret && enlarge)
3503                 memcg_oom_recover(memcg);
3504
3505         return ret;
3506 }
3507
3508 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3509                                         unsigned long long val)
3510 {
3511         int retry_count;
3512         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3513         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3514         int ret = -EBUSY;
3515         int enlarge = 0;
3516
3517         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3518         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3519         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3520         while (retry_count) {
3521                 if (signal_pending(current)) {
3522                         ret = -EINTR;
3523                         break;
3524                 }
3525                 /*
3526                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3527                  * open coded manner. You see what this really does.
3528                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3529                  */
3530                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3531                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3532                 if (memlimit > val) {
3533                         ret = -EINVAL;
3534                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3535                         break;
3536                 }
3537                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3538                 if (memswlimit < val)
3539                         enlarge = 1;
3540                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3541                 if (!ret) {
3542                         if (memlimit == val)
3543                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3544                         else
3545                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3546                 }
3547                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3548
3549                 if (!ret)
3550                         break;
3551
3552                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3553                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3554                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3555                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3556                 /* Usage is reduced ? */
3557                 if (curusage >= oldusage)
3558                         retry_count--;
3559                 else
3560                         oldusage = curusage;
3561         }
3562         if (!ret && enlarge)
3563                 memcg_oom_recover(memcg);
3564         return ret;
3565 }
3566
3567 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3568                                             gfp_t gfp_mask,
3569                                             unsigned long *total_scanned)
3570 {
3571         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3572         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3573         unsigned long reclaimed;
3574         int loop = 0;
3575         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3576         unsigned long long excess;
3577         unsigned long nr_scanned;
3578
3579         if (order > 0)
3580                 return 0;
3581
3582         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3583         /*
3584          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3585          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3586          * pressure
3587          */
3588         do {
3589                 if (next_mz)
3590                         mz = next_mz;
3591                 else
3592                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3593                 if (!mz)
3594                         break;
3595
3596                 nr_scanned = 0;
3597                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->memcg, zone,
3598                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3599                 nr_reclaimed += reclaimed;
3600                 *total_scanned += nr_scanned;
3601                 spin_lock(&mctz->lock);
3602
3603                 /*
3604                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3605                  * it is time to move on to the next cgroup
3606                  */
3607                 next_mz = NULL;
3608                 if (!reclaimed) {
3609                         do {
3610                                 /*
3611                                  * Loop until we find yet another one.
3612                                  *
3613                                  * By the time we get the soft_limit lock
3614                                  * again, someone might have aded the
3615                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3616                                  * make sure we get a different mem.
3617                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3618                                  * NULL if no other cgroup is present on
3619                                  * the tree
3620                                  */
3621                                 next_mz =
3622                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3623                                 if (next_mz == mz)
3624                                         css_put(&next_mz->memcg->css);
3625                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3626                                         break;
3627                         } while (1);
3628                 }
3629                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->memcg, mz, mctz);
3630                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->memcg->res);
3631                 /*
3632                  * One school of thought says that we should not add
3633                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3634                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3635                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3636                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3637                  * term TODO.
3638                  */
3639                 /* If excess == 0, no tree ops */
3640                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->memcg, mz, mctz, excess);
3641                 spin_unlock(&mctz->lock);
3642                 css_put(&mz->memcg->css);
3643                 loop++;
3644                 /*
3645                  * Could not reclaim anything and there are no more
3646                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3647                  * reclaiming anything.
3648                  */
3649                 if (!nr_reclaimed &&
3650                         (next_mz == NULL ||
3651                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3652                         break;
3653         } while (!nr_reclaimed);
3654         if (next_mz)
3655                 css_put(&next_mz->memcg->css);
3656         return nr_reclaimed;
3657 }
3658
3659 /*
3660  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3661  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3662  */
3663 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3664                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3665 {
3666         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3667         unsigned long flags, loop;
3668         struct list_head *list;
3669         struct page *busy;
3670         struct zone *zone;
3671         int ret = 0;
3672
3673         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3674         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3675         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3676
3677         loop = mz->lru_size[lru];
3678         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3679         loop += 256;
3680         busy = NULL;
3681         while (loop--) {
3682                 struct page_cgroup *pc;
3683                 struct page *page;
3684
3685                 ret = 0;
3686                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3687                 if (list_empty(list)) {
3688                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3689                         break;
3690                 }
3691                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3692                 if (busy == page) {
3693                         list_move(&page->lru, list);
3694                         busy = NULL;
3695                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3696                         continue;
3697                 }
3698                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3699
3700                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3701
3702                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3703                 if (ret == -ENOMEM || ret == -EINTR)
3704                         break;
3705
3706                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3707                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3708                         busy = page;
3709                         cond_resched();
3710                 } else
3711                         busy = NULL;
3712         }
3713
3714         if (!ret && !list_empty(list))
3715                 return -EBUSY;
3716         return ret;
3717 }
3718
3719 /*
3720  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3721  * This enables deleting this mem_cgroup.
3722  */
3723 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3724 {
3725         int ret;
3726         int node, zid, shrink;
3727         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3728         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3729
3730         css_get(&memcg->css);
3731
3732         shrink = 0;
3733         /* should free all ? */
3734         if (free_all)
3735                 goto try_to_free;
3736 move_account:
3737         do {
3738                 ret = -EBUSY;
3739                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3740                         goto out;
3741                 ret = -EINTR;
3742                 if (signal_pending(current))
3743                         goto out;
3744                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3745                 lru_add_drain_all();
3746                 drain_all_stock_sync(memcg);
3747                 ret = 0;
3748                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3749                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3750                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3751                                 enum lru_list lru;
3752                                 for_each_lru(lru) {
3753                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3754                                                         node, zid, lru);
3755                                         if (ret)
3756                                                 break;
3757                                 }
3758                         }
3759                         if (ret)
3760                                 break;
3761                 }
3762                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3763                 memcg_oom_recover(memcg);
3764                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3765                 if (ret == -ENOMEM)
3766                         goto try_to_free;
3767                 cond_resched();
3768         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3769         } while (res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0 || ret);
3770 out:
3771         css_put(&memcg->css);
3772         return ret;
3773
3774 try_to_free:
3775         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3776         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3777                 ret = -EBUSY;
3778                 goto out;
3779         }
3780         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3781         lru_add_drain_all();
3782         /* try to free all pages in this cgroup */
3783         shrink = 1;
3784         while (nr_retries && res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) > 0) {
3785                 int progress;
3786
3787                 if (signal_pending(current)) {
3788                         ret = -EINTR;
3789                         goto out;
3790                 }
3791                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3792                                                 false);
3793                 if (!progress) {
3794                         nr_retries--;
3795                         /* maybe some writeback is necessary */
3796                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3797                 }
3798
3799         }
3800         lru_add_drain();
3801         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3802         goto move_account;
3803 }
3804
3805 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3806 {
3807         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3808 }
3809
3810
3811 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3812 {
3813         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3814 }
3815
3816 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3817                                         u64 val)
3818 {
3819         int retval = 0;
3820         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3821         struct cgroup *parent = cont->parent;
3822         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3823
3824         if (parent)
3825                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3826
3827         cgroup_lock();
3828         /*
3829          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3830          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3831          * occur, provided the current cgroup has no children.
3832          *
3833          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3834          * set if there are no children.
3835          */
3836         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3837                                 (val == 1 || val == 0)) {
3838                 if (list_empty(&cont->children))
3839                         memcg->use_hierarchy = val;
3840                 else
3841                         retval = -EBUSY;
3842         } else
3843                 retval = -EINVAL;
3844         cgroup_unlock();
3845
3846         return retval;
3847 }
3848
3849
3850 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3851                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3852 {
3853         struct mem_cgroup *iter;
3854         long val = 0;
3855
3856         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3857         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3858                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3859
3860         if (val < 0) /* race ? */
3861                 val = 0;
3862         return val;
3863 }
3864
3865 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3866 {
3867         u64 val;
3868
3869         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3870                 if (!swap)
3871                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3872                 else
3873                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3874         }
3875
3876         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3877         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3878
3879         if (swap)
3880                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3881
3882         return val << PAGE_SHIFT;
3883 }
3884
3885 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3886 {
3887         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3888         u64 val;
3889         int type, name;
3890
3891         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3892         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3893         switch (type) {
3894         case _MEM:
3895                 if (name == RES_USAGE)
3896                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3897                 else
3898                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3899                 break;
3900         case _MEMSWAP:
3901                 if (name == RES_USAGE)
3902                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3903                 else
3904                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3905                 break;
3906         default:
3907                 BUG();
3908         }
3909         return val;
3910 }
3911 /*
3912  * The user of this function is...
3913  * RES_LIMIT.
3914  */
3915 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3916                             const char *buffer)
3917 {
3918         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3919         int type, name;
3920         unsigned long long val;
3921         int ret;
3922
3923         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3924         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3925         switch (name) {
3926         case RES_LIMIT:
3927                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3928                         ret = -EINVAL;
3929                         break;
3930                 }
3931                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3932                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3933                 if (ret)
3934                         break;
3935                 if (type == _MEM)
3936                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3937                 else
3938                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3939                 break;
3940         case RES_SOFT_LIMIT:
3941                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3942                 if (ret)
3943                         break;
3944                 /*
3945                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3946                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3947                  * control without swap
3948                  */
3949                 if (type == _MEM)
3950                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3951                 else
3952                         ret = -EINVAL;
3953                 break;
3954         default:
3955                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3956                 break;
3957         }
3958         return ret;
3959 }
3960
3961 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3962                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3963 {
3964         struct cgroup *cgroup;
3965         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3966
3967         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3968         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3969         cgroup = memcg->css.cgroup;
3970         if (!memcg->use_hierarchy)
3971                 goto out;
3972
3973         while (cgroup->parent) {
3974                 cgroup = cgroup->parent;
3975                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3976                 if (!memcg->use_hierarchy)
3977                         break;
3978                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3979                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3980                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3981                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3982         }
3983 out:
3984         *mem_limit = min_limit;
3985         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3986 }
3987
3988 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3989 {
3990         struct mem_cgroup *memcg;
3991         int type, name;
3992
3993         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3994         type = MEMFILE_TYPE(event);
3995         name = MEMFILE_ATTR(event);
3996         switch (name) {
3997         case RES_MAX_USAGE:
3998                 if (type == _MEM)
3999                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
4000                 else
4001                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
4002                 break;
4003         case RES_FAILCNT:
4004                 if (type == _MEM)
4005                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
4006                 else
4007                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
4008                 break;
4009         }
4010
4011         return 0;
4012 }
4013
4014 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4015                                         struct cftype *cft)
4016 {
4017         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4018 }
4019
4020 #ifdef CONFIG_MMU
4021 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4022                                         struct cftype *cft, u64 val)
4023 {
4024         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4025
4026         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4027                 return -EINVAL;
4028         /*
4029          * We check this value several times in both in can_attach() and
4030          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4031          * inconsistent.
4032          */
4033         cgroup_lock();
4034         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4035         cgroup_unlock();
4036
4037         return 0;
4038 }
4039 #else
4040 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4041                                         struct cftype *cft, u64 val)
4042 {
4043         return -ENOSYS;
4044 }
4045 #endif
4046
4047
4048 /* For read statistics */
4049 enum {
4050         MCS_CACHE,
4051         MCS_RSS,
4052         MCS_FILE_MAPPED,
4053         MCS_PGPGIN,
4054         MCS_PGPGOUT,
4055         MCS_SWAP,
4056         MCS_PGFAULT,
4057         MCS_PGMAJFAULT,
4058         MCS_INACTIVE_ANON,
4059         MCS_ACTIVE_ANON,
4060         MCS_INACTIVE_FILE,
4061         MCS_ACTIVE_FILE,
4062         MCS_UNEVICTABLE,
4063         NR_MCS_STAT,
4064 };
4065
4066 struct mcs_total_stat {
4067         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4068 };
4069
4070 struct {
4071         char *local_name;
4072         char *total_name;
4073 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4074         {"cache", "total_cache"},
4075         {"rss", "total_rss"},
4076         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4077         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4078         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4079         {"swap", "total_swap"},
4080         {"pgfault", "total_pgfault"},
4081         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4082         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4083         {"active_anon", "total_active_anon"},
4084         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4085         {"active_file", "total_active_file"},
4086         {"unevictable", "total_unevictable"}
4087 };
4088
4089
4090 static void
4091 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4092 {
4093         s64 val;
4094
4095         /* per cpu stat */
4096         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4097         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4098         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4099         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4100         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4101         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4102         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4103         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4104         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4105         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4106         if (do_swap_account) {
4107                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4108                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4109         }
4110         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4111         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4112         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4113         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4114
4115         /* per zone stat */
4116         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4117         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4118         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4119         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4120         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4121         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4122         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4123         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4124         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4125         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4126 }
4127
4128 static void
4129 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4130 {
4131         struct mem_cgroup *iter;
4132
4133         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4134                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4135 }
4136
4137 #ifdef CONFIG_NUMA
4138 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4139 {
4140         int nid;
4141         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4142         unsigned long node_nr;
4143         struct cgroup *cont = m->private;
4144         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4145
4146         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL);
4147         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4148         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4149                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL);
4150                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4151         }
4152         seq_putc(m, '\n');
4153
4154         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_FILE);
4155         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4156         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4157                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4158                                 LRU_ALL_FILE);
4159                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4160         }
4161         seq_putc(m, '\n');
4162
4163         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, LRU_ALL_ANON);
4164         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4165         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4166                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4167                                 LRU_ALL_ANON);
4168                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4169         }
4170         seq_putc(m, '\n');
4171
4172         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4173         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4174         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4175                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid,
4176                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4177                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4178         }
4179         seq_putc(m, '\n');
4180         return 0;
4181 }
4182 #endif /* CONFIG_NUMA */
4183
4184 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4185                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4186 {
4187         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4188         struct mcs_total_stat mystat;
4189         int i;
4190
4191         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4192         mem_cgroup_get_local_stat(memcg, &mystat);
4193
4194
4195         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4196                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4197                         continue;
4198                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4199         }
4200
4201         /* Hierarchical information */
4202         {
4203                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4204                 memcg_get_hierarchical_limit(memcg, &limit, &memsw_limit);
4205                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4206                 if (do_swap_account)
4207                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4208         }
4209
4210         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4211         mem_cgroup_get_total_stat(memcg, &mystat);
4212         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4213                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4214                         continue;
4215                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4216         }
4217
4218 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4219         {
4220                 int nid, zid;
4221                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4222                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4223                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4224
4225                 for_each_online_node(nid)
4226                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4227                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
4228
4229                                 recent_rotated[0] +=
4230                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4231                                 recent_rotated[1] +=
4232                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4233                                 recent_scanned[0] +=
4234                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4235                                 recent_scanned[1] +=
4236                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4237                         }
4238                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4239                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4240                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4241                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4242         }
4243 #endif
4244
4245         return 0;
4246 }
4247
4248 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4249 {
4250         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4251
4252         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4253 }
4254
4255 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4256                                        u64 val)
4257 {
4258         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4259         struct mem_cgroup *parent;
4260
4261         if (val > 100)
4262                 return -EINVAL;
4263
4264         if (cgrp->parent == NULL)
4265                 return -EINVAL;
4266
4267         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4268
4269         cgroup_lock();
4270
4271         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4272         if ((parent->use_hierarchy) ||
4273             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4274                 cgroup_unlock();
4275                 return -EINVAL;
4276         }
4277
4278         memcg->swappiness = val;
4279
4280         cgroup_unlock();
4281
4282         return 0;
4283 }
4284
4285 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4286 {
4287         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4288         u64 usage;
4289         int i;
4290
4291         rcu_read_lock();
4292         if (!swap)
4293                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4294         else
4295                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4296
4297         if (!t)
4298                 goto unlock;
4299
4300         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4301
4302         /*
4303          * current_threshold points to threshold just below usage.
4304          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4305          * call of __mem_cgroup_threshold().
4306          */
4307         i = t->current_threshold;
4308
4309         /*
4310          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4311          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4312          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4313          * only one element of the array here.
4314          */
4315         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4316                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4317
4318         /* i = current_threshold + 1 */
4319         i++;
4320
4321         /*
4322          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4323          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4324          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4325          * only one element of the array here.
4326          */
4327         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4328                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4329
4330         /* Update current_threshold */
4331         t->current_threshold = i - 1;
4332 unlock:
4333         rcu_read_unlock();
4334 }
4335
4336 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4337 {
4338         while (memcg) {
4339                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4340                 if (do_swap_account)
4341                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4342
4343                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4344         }
4345 }
4346
4347 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4348 {
4349         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4350         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4351
4352         return _a->threshold - _b->threshold;
4353 }
4354
4355 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4356 {
4357         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4358
4359         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4360                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4361         return 0;
4362 }
4363
4364 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4365 {
4366         struct mem_cgroup *iter;
4367
4368         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4369                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4370 }
4371
4372 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4373         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4374 {
4375         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4376         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4377         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4378         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4379         u64 threshold, usage;
4380         int i, size, ret;
4381
4382         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4383         if (ret)
4384                 return ret;
4385
4386         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4387
4388         if (type == _MEM)
4389                 thresholds = &memcg->thresholds;
4390         else if (type == _MEMSWAP)
4391                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4392         else
4393                 BUG();
4394
4395         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4396
4397         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4398         if (thresholds->primary)
4399                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4400
4401         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4402
4403         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4404         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4405                         GFP_KERNEL);
4406         if (!new) {
4407                 ret = -ENOMEM;
4408                 goto unlock;
4409         }
4410         new->size = size;
4411
4412         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4413         if (thresholds->primary) {
4414                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4415                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4416         }
4417
4418         /* Add new threshold */
4419         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4420         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4421
4422         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4423         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4424                         compare_thresholds, NULL);
4425
4426         /* Find current threshold */
4427         new->current_threshold = -1;
4428         for (i = 0; i < size; i++) {
4429                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4430                         /*
4431                          * new->current_threshold will not be used until
4432                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4433                          * it here.
4434                          */
4435                         ++new->current_threshold;
4436                 }
4437         }
4438
4439         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4440         kfree(thresholds->spare);
4441         thresholds->spare = thresholds->primary;
4442
4443         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4444
4445         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4446         synchronize_rcu();
4447
4448 unlock:
4449         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4450
4451         return ret;
4452 }
4453
4454 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4455         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4456 {
4457         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4458         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4459         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4460         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4461         u64 usage;
4462         int i, j, size;
4463
4464         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4465         if (type == _MEM)
4466                 thresholds = &memcg->thresholds;
4467         else if (type == _MEMSWAP)
4468                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4469         else
4470                 BUG();
4471
4472         if (!thresholds->primary)
4473                 goto unlock;
4474
4475         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4476
4477         /* Check if a threshold crossed before removing */
4478         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4479
4480         /* Calculate new number of threshold */
4481         size = 0;
4482         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4483                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4484                         size++;
4485         }
4486
4487         new = thresholds->spare;
4488
4489         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4490         if (!size) {
4491                 kfree(new);
4492                 new = NULL;
4493                 goto swap_buffers;
4494         }
4495
4496         new->size = size;
4497
4498         /* Copy thresholds and find current threshold */
4499         new->current_threshold = -1;
4500         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4501                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4502                         continue;
4503
4504                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4505                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4506                         /*
4507                          * new->current_threshold will not be used
4508                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4509                          * it here.
4510                          */
4511                         ++new->current_threshold;
4512                 }
4513                 j++;
4514         }
4515
4516 swap_buffers:
4517         /* Swap primary and spare array */
4518         thresholds->spare = thresholds->primary;
4519         /* If all events are unregistered, free the spare array */
4520         if (!new) {
4521                 kfree(thresholds->spare);
4522                 thresholds->spare = NULL;
4523         }
4524
4525         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4526
4527         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4528         synchronize_rcu();
4529 unlock:
4530         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4531 }
4532
4533 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4534         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4535 {
4536         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4537         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4538         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4539
4540         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4541         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4542         if (!event)
4543                 return -ENOMEM;
4544
4545         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4546
4547         event->eventfd = eventfd;
4548         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4549
4550         /* already in OOM ? */
4551         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4552                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4553         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4554
4555         return 0;
4556 }
4557
4558 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4559         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4560 {
4561         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4562         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4563         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4564
4565         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4566
4567         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4568
4569         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4570                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4571                         list_del(&ev->list);
4572                         kfree(ev);
4573                 }
4574         }
4575
4576         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4577 }
4578
4579 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4580         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4581 {
4582         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4583
4584         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4585
4586         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4587                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4588         else
4589                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4590         return 0;
4591 }
4592
4593 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4594         struct cftype *cft, u64 val)
4595 {
4596         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4597         struct mem_cgroup *parent;
4598
4599         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4600         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4601                 return -EINVAL;
4602
4603         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4604
4605         cgroup_lock();
4606         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4607         if ((parent->use_hierarchy) ||
4608             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4609                 cgroup_unlock();
4610                 return -EINVAL;
4611         }
4612         memcg->oom_kill_disable = val;
4613         if (!val)
4614                 memcg_oom_recover(memcg);
4615         cgroup_unlock();
4616         return 0;
4617 }
4618
4619 #ifdef CONFIG_NUMA
4620 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4621         .read = seq_read,
4622         .llseek = seq_lseek,
4623         .release = single_release,
4624 };
4625
4626 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4627 {
4628         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4629
4630         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4631         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4632 }
4633 #endif /* CONFIG_NUMA */
4634
4635 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4636 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4637 {
4638         /*
4639          * Part of this would be better living in a separate allocation
4640          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4641          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4642          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4643          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4644          */
4645         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4646 };
4647
4648 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4649 {
4650         mem_cgroup_sockets_destroy(cont);
4651 }
4652 #else
4653 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4654 {
4655         return 0;
4656 }
4657
4658 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
4659 {
4660 }
4661 #endif
4662
4663 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4664         {
4665                 .name = "usage_in_bytes",
4666                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4667                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4668                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4669                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4670         },
4671         {
4672                 .name = "max_usage_in_bytes",
4673                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4674                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4675                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4676         },
4677         {
4678                 .name = "limit_in_bytes",
4679                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4680                 .write_string = mem_cgroup_write,
4681                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4682         },
4683         {
4684                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4685                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4686                 .write_string = mem_cgroup_write,
4687                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4688         },
4689         {
4690                 .name = "failcnt",
4691                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4692                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4693                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4694         },
4695         {
4696                 .name = "stat",
4697                 .read_map = mem_control_stat_show,
4698         },
4699         {
4700                 .name = "force_empty",
4701                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4702         },
4703         {
4704                 .name = "use_hierarchy",
4705                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4706                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4707         },
4708         {
4709                 .name = "swappiness",
4710                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4711                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4712         },
4713         {
4714                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4715                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4716                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4717         },
4718         {
4719                 .name = "oom_control",
4720                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4721                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4722                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4723                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4724                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4725         },
4726 #ifdef CONFIG_NUMA
4727         {
4728                 .name = "numa_stat",
4729                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4730                 .mode = S_IRUGO,
4731         },
4732 #endif
4733 };
4734
4735 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4736 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4737         {
4738                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4739                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4740                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4741                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4742                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4743         },
4744         {
4745                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4746                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4747                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4748                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4749         },
4750         {
4751                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4752                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4753                 .write_string = mem_cgroup_write,
4754                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4755         },
4756         {
4757                 .name = "memsw.failcnt",
4758                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4759                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4760                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4761         },
4762 };
4763
4764 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4765 {
4766         if (!do_swap_account)
4767                 return 0;
4768         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4769                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4770 };
4771 #else
4772 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4773 {
4774         return 0;
4775 }
4776 #endif
4777
4778 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4779 {
4780         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4781         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4782         enum lru_list lru;
4783         int zone, tmp = node;
4784         /*
4785          * This routine is called against possible nodes.
4786          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4787          *
4788          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4789          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4790          *       function.
4791          */
4792         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4793                 tmp = -1;
4794         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4795         if (!pn)
4796                 return 1;
4797
4798         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4799                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4800                 for_each_lru(lru)
4801                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[lru]);
4802                 mz->usage_in_excess = 0;
4803                 mz->on_tree = false;
4804                 mz->memcg = memcg;
4805         }
4806         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4807         return 0;
4808 }
4809
4810 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4811 {
4812         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4813 }
4814
4815 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4816 {
4817         struct mem_cgroup *memcg;
4818         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4819
4820         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4821         if (size < PAGE_SIZE)
4822                 memcg = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4823         else
4824                 memcg = vzalloc(size);
4825
4826         if (!memcg)
4827                 return NULL;
4828
4829         memcg->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4830         if (!memcg->stat)
4831                 goto out_free;
4832         spin_lock_init(&memcg->pcp_counter_lock);
4833         return memcg;
4834
4835 out_free:
4836         if (size < PAGE_SIZE)
4837                 kfree(memcg);
4838         else
4839                 vfree(memcg);
4840         return NULL;
4841 }
4842
4843 /*
4844  * Helpers for freeing a vzalloc()ed mem_cgroup by RCU,
4845  * but in process context.  The work_freeing structure is overlaid
4846  * on the rcu_freeing structure, which itself is overlaid on memsw.
4847  */
4848 static void vfree_work(struct work_struct *work)
4849 {
4850         struct mem_cgroup *memcg;
4851
4852         memcg = container_of(work, struct mem_cgroup, work_freeing);
4853         vfree(memcg);
4854 }
4855 static void vfree_rcu(struct rcu_head *rcu_head)
4856 {
4857         struct mem_cgroup *memcg;
4858
4859         memcg = container_of(rcu_head, struct mem_cgroup, rcu_freeing);
4860         INIT_WORK(&memcg->work_freeing, vfree_work);
4861         schedule_work(&memcg->work_freeing);
4862 }
4863
4864 /*
4865  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4866  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4867  *
4868  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4869  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4870  * it goes down to 0.
4871  *
4872  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4873  */
4874
4875 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4876 {
4877         int node;
4878
4879         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4880         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4881
4882         for_each_node(node)
4883                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4884
4885         free_percpu(memcg->stat);
4886         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4887                 kfree_rcu(memcg, rcu_freeing);
4888         else
4889                 call_rcu(&memcg->rcu_freeing, vfree_rcu);
4890 }
4891
4892 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4893 {
4894         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4895 }
4896
4897 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4898 {
4899         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4900                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4901                 __mem_cgroup_free(memcg);
4902                 if (parent)
4903                         mem_cgroup_put(parent);
4904         }
4905 }
4906
4907 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4908 {
4909         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4910 }
4911
4912 /*
4913  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4914  */
4915 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4916 {
4917         if (!memcg->res.parent)
4918                 return NULL;
4919         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4920 }
4921 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4922
4923 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4924 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4925 {
4926         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4927                 do_swap_account = 1;
4928 }
4929 #else
4930 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4931 {
4932 }
4933 #endif
4934
4935 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4936 {
4937         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4938         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4939         int tmp, node, zone;
4940
4941         for_each_node(node) {
4942                 tmp = node;
4943                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4944                         tmp = -1;
4945                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4946                 if (!rtpn)
4947                         goto err_cleanup;
4948
4949                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4950
4951                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4952                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4953                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4954                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4955                 }
4956         }
4957         return 0;
4958
4959 err_cleanup:
4960         for_each_node(node) {
4961                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4962                         break;
4963                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4964                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4965         }
4966         return 1;
4967
4968 }
4969
4970 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4971 mem_cgroup_create(struct cgroup *cont)
4972 {
4973         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4974         long error = -ENOMEM;
4975         int node;
4976
4977         memcg = mem_cgroup_alloc();
4978         if (!memcg)
4979                 return ERR_PTR(error);
4980
4981         for_each_node(node)
4982                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4983                         goto free_out;
4984
4985         /* root ? */
4986         if (cont->parent == NULL) {
4987                 int cpu;
4988                 enable_swap_cgroup();
4989                 parent = NULL;
4990                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4991                         goto free_out;
4992                 root_mem_cgroup = memcg;
4993                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4994                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4995                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4996                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4997                 }
4998                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4999         } else {
5000                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
5001                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
5002                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
5003         }
5004
5005         if (parent && parent->use_hierarchy) {
5006                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
5007                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
5008                 /*
5009                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
5010                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
5011                  * This refcnt will be decremented when freeing this
5012                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
5013                  */
5014                 mem_cgroup_get(parent);
5015         } else {
5016                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
5017                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
5018         }
5019         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
5020         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
5021
5022         if (parent)
5023                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
5024         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
5025         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
5026         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
5027         spin_lock_init(&memcg->move_lock);
5028         return &memcg->css;
5029 free_out:
5030         __mem_cgroup_free(memcg);
5031         return ERR_PTR(error);
5032 }
5033
5034 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup *cont)
5035 {
5036         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5037
5038         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
5039 }
5040
5041 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup *cont)
5042 {
5043         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
5044
5045         kmem_cgroup_destroy(cont);
5046
5047         mem_cgroup_put(memcg);
5048 }
5049
5050 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5051                                 struct cgroup *cont)
5052 {
5053         int ret;
5054
5055         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5056                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5057
5058         if (!ret)
5059                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5060
5061         if (!ret)
5062                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5063
5064         return ret;
5065 }
5066
5067 #ifdef CONFIG_MMU
5068 /* Handlers for move charge at task migration. */
5069 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5070 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5071 {
5072         int ret = 0;
5073         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5074         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5075
5076         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5077                 mc.precharge += count;
5078                 /* we don't need css_get for root */
5079                 return ret;
5080         }
5081         /* try to charge at once */
5082         if (count > 1) {
5083                 struct res_counter *dummy;
5084                 /*
5085                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5086                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5087                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5088                  * css_get().
5089                  */
5090                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5091                         goto one_by_one;
5092                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5093                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5094                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5095                         goto one_by_one;
5096                 }
5097                 mc.precharge += count;
5098                 return ret;
5099         }
5100 one_by_one:
5101         /* fall back to one by one charge */
5102         while (count--) {
5103                 if (signal_pending(current)) {
5104                         ret = -EINTR;
5105                         break;
5106                 }
5107                 if (!batch_count--) {
5108                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5109                         cond_resched();
5110                 }
5111                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5112                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5113                 if (ret)
5114                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5115                         return ret;
5116                 mc.precharge++;
5117         }
5118         return ret;
5119 }
5120
5121 /**
5122  * get_mctgt_type - get target type of moving charge
5123  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5124  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5125  * @ptent: the pte to be checked
5126  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5127  *
5128  * Returns
5129  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5130  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5131  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5132  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5133  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5134  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5135  *     in target->ent.
5136  *
5137  * Called with pte lock held.
5138  */
5139 union mc_target {
5140         struct page     *page;
5141         swp_entry_t     ent;
5142 };
5143
5144 enum mc_target_type {
5145         MC_TARGET_NONE = 0,
5146         MC_TARGET_PAGE,
5147         MC_TARGET_SWAP,
5148 };
5149
5150 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5151                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5152 {
5153         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5154
5155         if (!page || !page_mapped(page))
5156                 return NULL;
5157         if (PageAnon(page)) {
5158                 /* we don't move shared anon */
5159                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5160                         return NULL;
5161         } else if (!move_file())
5162                 /* we ignore mapcount for file pages */
5163                 return NULL;
5164         if (!get_page_unless_zero(page))
5165                 return NULL;
5166
5167         return page;
5168 }
5169
5170 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5171                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5172 {
5173         int usage_count;
5174         struct page *page = NULL;
5175         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5176
5177         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5178                 return NULL;
5179         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5180         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5181                 if (page)
5182                         put_page(page);
5183                 return NULL;
5184         }
5185         if (do_swap_account)
5186                 entry->val = ent.val;
5187
5188         return page;
5189 }
5190
5191 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5192                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5193 {
5194         struct page *page = NULL;
5195         struct inode *inode;
5196         struct address_space *mapping;
5197         pgoff_t pgoff;
5198
5199         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5200                 return NULL;
5201         if (!move_file())
5202                 return NULL;
5203
5204         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5205         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5206         if (pte_none(ptent))
5207                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5208         else /* pte_file(ptent) is true */
5209                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5210
5211         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5212         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5213
5214 #ifdef CONFIG_SWAP
5215         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5216         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5217                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5218                 if (do_swap_account)
5219                         *entry = swap;
5220                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5221         }
5222 #endif
5223         return page;
5224 }
5225
5226 static enum mc_target_type get_mctgt_type(struct vm_area_struct *vma,
5227                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5228 {
5229         struct page *page = NULL;
5230         struct page_cgroup *pc;
5231         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5232         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5233
5234         if (pte_present(ptent))
5235                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5236         else if (is_swap_pte(ptent))
5237                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5238         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5239                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5240
5241         if (!page && !ent.val)
5242                 return ret;
5243         if (page) {
5244                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5245                 /*
5246                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5247                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5248                  * the lock.
5249                  */
5250                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5251                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5252                         if (target)
5253                                 target->page = page;
5254                 }
5255                 if (!ret || !target)
5256                         put_page(page);
5257         }
5258         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5259         if (ent.val && !ret &&
5260                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5261                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5262                 if (target)
5263                         target->ent = ent;
5264         }
5265         return ret;
5266 }
5267
5268 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
5269 /*
5270  * We don't consider swapping or file mapped pages because THP does not
5271  * support them for now.
5272  * Caller should make sure that pmd_trans_huge(pmd) is true.
5273  */
5274 static enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5275                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5276 {
5277         struct page *page = NULL;
5278         struct page_cgroup *pc;
5279         enum mc_target_type ret = MC_TARGET_NONE;
5280
5281         page = pmd_page(pmd);
5282         VM_BUG_ON(!page || !PageHead(page));
5283         if (!move_anon())
5284                 return ret;
5285         pc = lookup_page_cgroup(page);
5286         if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5287                 ret = MC_TARGET_PAGE;
5288                 if (target) {
5289                         get_page(page);
5290                         target->page = page;
5291                 }
5292         }
5293         return ret;
5294 }
5295 #else
5296 static inline enum mc_target_type get_mctgt_type_thp(struct vm_area_struct *vma,
5297                 unsigned long addr, pmd_t pmd, union mc_target *target)
5298 {
5299         return MC_TARGET_NONE;
5300 }
5301 #endif
5302
5303 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5304                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5305                                         struct mm_walk *walk)
5306 {
5307         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5308         pte_t *pte;
5309         spinlock_t *ptl;
5310
5311         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5312                 if (get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, NULL) == MC_TARGET_PAGE)
5313                         mc.precharge += HPAGE_PMD_NR;
5314                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5315                 return 0;
5316         }
5317
5318         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5319                 return 0;
5320         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5321         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5322                 if (get_mctgt_type(vma, addr, *pte, NULL))
5323                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5324         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5325         cond_resched();
5326
5327         return 0;
5328 }
5329
5330 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5331 {
5332         unsigned long precharge;
5333         struct vm_area_struct *vma;
5334
5335         down_read(&mm->mmap_sem);
5336         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5337                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5338                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5339                         .mm = mm,
5340                         .private = vma,
5341                 };
5342                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5343                         continue;
5344                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5345                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5346         }
5347         up_read(&mm->mmap_sem);
5348
5349         precharge = mc.precharge;
5350         mc.precharge = 0;
5351
5352         return precharge;
5353 }
5354
5355 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5356 {
5357         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5358
5359         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5360         mc.moving_task = current;
5361         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5362 }
5363
5364 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5365 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5366 {
5367         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5368         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5369
5370         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5371         if (mc.precharge) {
5372                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5373                 mc.precharge = 0;
5374         }
5375         /*
5376          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5377          * we must uncharge here.
5378          */
5379         if (mc.moved_charge) {
5380                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5381                 mc.moved_charge = 0;
5382         }
5383         /* we must fixup refcnts and charges */
5384         if (mc.moved_swap) {
5385                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5386                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5387                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5388                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5389                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5390
5391                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5392                         /*
5393                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5394                          * uncharge to->res.
5395                          */
5396                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5397                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5398                 }
5399                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5400                 mc.moved_swap = 0;
5401         }
5402         memcg_oom_recover(from);
5403         memcg_oom_recover(to);
5404         wake_up_all(&mc.waitq);
5405 }
5406
5407 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5408 {
5409         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5410
5411         /*
5412          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5413          * task migration.
5414          */
5415         mc.moving_task = NULL;
5416         __mem_cgroup_clear_mc();
5417         spin_lock(&mc.lock);
5418         mc.from = NULL;
5419         mc.to = NULL;
5420         spin_unlock(&mc.lock);
5421         mem_cgroup_end_move(from);
5422 }
5423
5424 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5425                                  struct cgroup_taskset *tset)
5426 {
5427         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5428         int ret = 0;
5429         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5430
5431         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5432                 struct mm_struct *mm;
5433                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5434
5435                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5436
5437                 mm = get_task_mm(p);
5438                 if (!mm)
5439                         return 0;
5440                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5441                 if (mm->owner == p) {
5442                         VM_BUG_ON(mc.from);
5443                         VM_BUG_ON(mc.to);
5444                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5445                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5446                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5447                         mem_cgroup_start_move(from);
5448                         spin_lock(&mc.lock);
5449                         mc.from = from;
5450                         mc.to = memcg;
5451                         spin_unlock(&mc.lock);
5452                         /* We set mc.moving_task later */
5453
5454                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5455                         if (ret)
5456                                 mem_cgroup_clear_mc();
5457                 }
5458                 mmput(mm);
5459         }
5460         return ret;
5461 }
5462
5463 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5464                                      struct cgroup_taskset *tset)
5465 {
5466         mem_cgroup_clear_mc();
5467 }
5468
5469 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5470                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5471                                 struct mm_walk *walk)
5472 {
5473         int ret = 0;
5474         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5475         pte_t *pte;
5476         spinlock_t *ptl;
5477         enum mc_target_type target_type;
5478         union mc_target target;
5479         struct page *page;
5480         struct page_cgroup *pc;
5481
5482         /*
5483          * We don't take compound_lock() here but no race with splitting thp
5484          * happens because:
5485          *  - if pmd_trans_huge_lock() returns 1, the relevant thp is not
5486          *    under splitting, which means there's no concurrent thp split,
5487          *  - if another thread runs into split_huge_page() just after we
5488          *    entered this if-block, the thread must wait for page table lock
5489          *    to be unlocked in __split_huge_page_splitting(), where the main
5490          *    part of thp split is not executed yet.
5491          */
5492         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
5493                 if (mc.precharge < HPAGE_PMD_NR) {
5494                         spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5495                         return 0;
5496                 }
5497                 target_type = get_mctgt_type_thp(vma, addr, *pmd, &target);
5498                 if (target_type == MC_TARGET_PAGE) {
5499                         page = target.page;
5500                         if (!isolate_lru_page(page)) {
5501                                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5502                                 if (!mem_cgroup_move_account(page, HPAGE_PMD_NR,
5503                                                              pc, mc.from, mc.to,
5504                                                              false)) {
5505                                         mc.precharge -= HPAGE_PMD_NR;
5506                                         mc.moved_charge += HPAGE_PMD_NR;
5507                                 }
5508                                 putback_lru_page(page);
5509                         }
5510                         put_page(page);
5511                 }
5512                 spin_unlock(&vma->vm_mm->page_table_lock);
5513                 return 0;
5514         }
5515
5516         if (pmd_trans_unstable(pmd))
5517                 return 0;
5518 retry:
5519         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5520         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5521                 pte_t ptent = *(pte++);
5522                 swp_entry_t ent;
5523
5524                 if (!mc.precharge)
5525                         break;
5526
5527                 switch (get_mctgt_type(vma, addr, ptent, &target)) {
5528                 case MC_TARGET_PAGE:
5529                         page = target.page;
5530                         if (isolate_lru_page(page))
5531                                 goto put;
5532                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5533                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5534                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5535                                 mc.precharge--;
5536                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5537                                 mc.moved_charge++;
5538                         }
5539                         putback_lru_page(page);
5540 put:                    /* get_mctgt_type() gets the page */
5541                         put_page(page);
5542                         break;
5543                 case MC_TARGET_SWAP:
5544                         ent = target.ent;
5545                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5546                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5547                                 mc.precharge--;
5548                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5549                                 mc.moved_swap++;
5550                         }
5551                         break;
5552                 default:
5553                         break;
5554                 }
5555         }
5556         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5557         cond_resched();
5558
5559         if (addr != end) {
5560                 /*
5561                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5562                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5563                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5564                  * phase.
5565                  */
5566                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5567                 if (!ret)
5568                         goto retry;
5569         }
5570
5571         return ret;
5572 }
5573
5574 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5575 {
5576         struct vm_area_struct *vma;
5577
5578         lru_add_drain_all();
5579 retry:
5580         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5581                 /*
5582                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5583                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5584                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5585                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5586                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5587                  */
5588                 __mem_cgroup_clear_mc();
5589                 cond_resched();
5590                 goto retry;
5591         }
5592         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5593                 int ret;
5594                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5595                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5596                         .mm = mm,
5597                         .private = vma,
5598                 };
5599                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5600                         continue;
5601                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5602                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5603                 if (ret)
5604                         /*
5605                          * means we have consumed all precharges and failed in
5606                          * doing additional charge. Just abandon here.
5607                          */
5608                         break;
5609         }
5610         up_read(&mm->mmap_sem);
5611 }
5612
5613 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5614                                  struct cgroup_taskset *tset)
5615 {
5616         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5617         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5618
5619         if (mm) {
5620                 if (mc.to)
5621                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5622                 put_swap_token(mm);
5623                 mmput(mm);
5624         }
5625         if (mc.to)
5626                 mem_cgroup_clear_mc();
5627 }
5628 #else   /* !CONFIG_MMU */
5629 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup *cgroup,
5630                                  struct cgroup_taskset *tset)
5631 {
5632         return 0;
5633 }
5634 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup *cgroup,
5635                                      struct cgroup_taskset *tset)
5636 {
5637 }
5638 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup *cont,
5639                                  struct cgroup_taskset *tset)
5640 {
5641 }
5642 #endif
5643
5644 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5645         .name = "memory",
5646         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5647         .create = mem_cgroup_create,
5648         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5649         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5650         .populate = mem_cgroup_populate,
5651         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5652         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5653         .attach = mem_cgroup_move_task,
5654         .early_init = 0,
5655         .use_id = 1,
5656 };
5657
5658 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5659 static int __init enable_swap_account(char *s)
5660 {
5661         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5662         if (!strcmp(s, "1"))
5663                 really_do_swap_account = 1;
5664         else if (!strcmp(s, "0"))
5665                 really_do_swap_account = 0;
5666         return 1;
5667 }
5668 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5669
5670 #endif