memcg: clear pc->mem_cgroup if necessary.
[linux-2.6.git] / mm / memcontrol.c
1 /* memcontrol.c - Memory Controller
2  *
3  * Copyright IBM Corporation, 2007
4  * Author Balbir Singh <balbir@linux.vnet.ibm.com>
5  *
6  * Copyright 2007 OpenVZ SWsoft Inc
7  * Author: Pavel Emelianov <xemul@openvz.org>
8  *
9  * Memory thresholds
10  * Copyright (C) 2009 Nokia Corporation
11  * Author: Kirill A. Shutemov
12  *
13  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
14  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
15  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
16  * (at your option) any later version.
17  *
18  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
21  * GNU General Public License for more details.
22  */
23
24 #include <linux/res_counter.h>
25 #include <linux/memcontrol.h>
26 #include <linux/cgroup.h>
27 #include <linux/mm.h>
28 #include <linux/hugetlb.h>
29 #include <linux/pagemap.h>
30 #include <linux/smp.h>
31 #include <linux/page-flags.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/bit_spinlock.h>
34 #include <linux/rcupdate.h>
35 #include <linux/limits.h>
36 #include <linux/export.h>
37 #include <linux/mutex.h>
38 #include <linux/rbtree.h>
39 #include <linux/slab.h>
40 #include <linux/swap.h>
41 #include <linux/swapops.h>
42 #include <linux/spinlock.h>
43 #include <linux/eventfd.h>
44 #include <linux/sort.h>
45 #include <linux/fs.h>
46 #include <linux/seq_file.h>
47 #include <linux/vmalloc.h>
48 #include <linux/mm_inline.h>
49 #include <linux/page_cgroup.h>
50 #include <linux/cpu.h>
51 #include <linux/oom.h>
52 #include "internal.h"
53 #include <net/sock.h>
54 #include <net/tcp_memcontrol.h>
55
56 #include <asm/uaccess.h>
57
58 #include <trace/events/vmscan.h>
59
60 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
61 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
62 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
63
64 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
65 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
66 int do_swap_account __read_mostly;
67
68 /* for remember boot option*/
69 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
70 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
71 #else
72 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
73 #endif
74
75 #else
76 #define do_swap_account         (0)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * Statistics for memory cgroup.
82  */
83 enum mem_cgroup_stat_index {
84         /*
85          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
86          */
87         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
88         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
89         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
90         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
91         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
92         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
93         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
94 };
95
96 enum mem_cgroup_events_index {
97         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
101         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
102         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
103 };
104 /*
105  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
106  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
107  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
108  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
109  */
110 enum mem_cgroup_events_target {
111         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
112         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
113         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
114         MEM_CGROUP_NTARGETS,
115 };
116 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
117 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
118 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
119
120 struct mem_cgroup_stat_cpu {
121         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
122         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
123         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
124 };
125
126 struct mem_cgroup_reclaim_iter {
127         /* css_id of the last scanned hierarchy member */
128         int position;
129         /* scan generation, increased every round-trip */
130         unsigned int generation;
131 };
132
133 /*
134  * per-zone information in memory controller.
135  */
136 struct mem_cgroup_per_zone {
137         struct lruvec           lruvec;
138         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
139
140         struct mem_cgroup_reclaim_iter reclaim_iter[DEF_PRIORITY + 1];
141
142         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
143         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
144         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
145                                                 /* the soft limit is exceeded*/
146         bool                    on_tree;
147         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
148                                                 /* use container_of        */
149 };
150 /* Macro for accessing counter */
151 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
152
153 struct mem_cgroup_per_node {
154         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
155 };
156
157 struct mem_cgroup_lru_info {
158         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
159 };
160
161 /*
162  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
163  * their hierarchy representation
164  */
165
166 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
167         struct rb_root rb_root;
168         spinlock_t lock;
169 };
170
171 struct mem_cgroup_tree_per_node {
172         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
173 };
174
175 struct mem_cgroup_tree {
176         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
177 };
178
179 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
180
181 struct mem_cgroup_threshold {
182         struct eventfd_ctx *eventfd;
183         u64 threshold;
184 };
185
186 /* For threshold */
187 struct mem_cgroup_threshold_ary {
188         /* An array index points to threshold just below usage. */
189         int current_threshold;
190         /* Size of entries[] */
191         unsigned int size;
192         /* Array of thresholds */
193         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
194 };
195
196 struct mem_cgroup_thresholds {
197         /* Primary thresholds array */
198         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
199         /*
200          * Spare threshold array.
201          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
202          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
203          */
204         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
205 };
206
207 /* for OOM */
208 struct mem_cgroup_eventfd_list {
209         struct list_head list;
210         struct eventfd_ctx *eventfd;
211 };
212
213 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg);
214 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg);
215
216 /*
217  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
218  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
219  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
220  * to help the administrator determine what knobs to tune.
221  *
222  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
223  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
224  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
225  * a feature that will be implemented much later in the future.
226  */
227 struct mem_cgroup {
228         struct cgroup_subsys_state css;
229         /*
230          * the counter to account for memory usage
231          */
232         struct res_counter res;
233         /*
234          * the counter to account for mem+swap usage.
235          */
236         struct res_counter memsw;
237         /*
238          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
239          * per zone LRU lists.
240          */
241         struct mem_cgroup_lru_info info;
242         int last_scanned_node;
243 #if MAX_NUMNODES > 1
244         nodemask_t      scan_nodes;
245         atomic_t        numainfo_events;
246         atomic_t        numainfo_updating;
247 #endif
248         /*
249          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
250          */
251         bool use_hierarchy;
252
253         bool            oom_lock;
254         atomic_t        under_oom;
255
256         atomic_t        refcnt;
257
258         int     swappiness;
259         /* OOM-Killer disable */
260         int             oom_kill_disable;
261
262         /* set when res.limit == memsw.limit */
263         bool            memsw_is_minimum;
264
265         /* protect arrays of thresholds */
266         struct mutex thresholds_lock;
267
268         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
269         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
270
271         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
272         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
273
274         /* For oom notifier event fd */
275         struct list_head oom_notify;
276
277         /*
278          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
279          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
280          */
281         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
282         /*
283          * percpu counter.
284          */
285         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
286         /*
287          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
288          * See mem_cgroup_read_stat().
289          */
290         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
291         spinlock_t pcp_counter_lock;
292
293 #ifdef CONFIG_INET
294         struct tcp_memcontrol tcp_mem;
295 #endif
296 };
297
298 /* Stuffs for move charges at task migration. */
299 /*
300  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
301  * left-shifted bitmap of these types.
302  */
303 enum move_type {
304         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
305         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
306         NR_MOVE_TYPE,
307 };
308
309 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
310 static struct move_charge_struct {
311         spinlock_t        lock; /* for from, to */
312         struct mem_cgroup *from;
313         struct mem_cgroup *to;
314         unsigned long precharge;
315         unsigned long moved_charge;
316         unsigned long moved_swap;
317         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
318         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
319 } mc = {
320         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
321         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
322 };
323
324 static bool move_anon(void)
325 {
326         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
327                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
328 }
329
330 static bool move_file(void)
331 {
332         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
333                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
334 }
335
336 /*
337  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
338  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
339  */
340 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
341 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
342
343 enum charge_type {
344         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
345         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
346         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
347         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
348         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
349         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
350         NR_CHARGE_TYPE,
351 };
352
353 /* for encoding cft->private value on file */
354 #define _MEM                    (0)
355 #define _MEMSWAP                (1)
356 #define _OOM_TYPE               (2)
357 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
358 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
359 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
360 /* Used for OOM nofiier */
361 #define OOM_CONTROL             (0)
362
363 /*
364  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
365  */
366 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
367 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
368 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
369 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
370
371 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg);
372 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg);
373
374 /* Writing them here to avoid exposing memcg's inner layout */
375 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
376 #ifdef CONFIG_INET
377 #include <net/sock.h>
378 #include <net/ip.h>
379
380 static bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg);
381 void sock_update_memcg(struct sock *sk)
382 {
383         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled)) {
384                 struct mem_cgroup *memcg;
385
386                 BUG_ON(!sk->sk_prot->proto_cgroup);
387
388                 /* Socket cloning can throw us here with sk_cgrp already
389                  * filled. It won't however, necessarily happen from
390                  * process context. So the test for root memcg given
391                  * the current task's memcg won't help us in this case.
392                  *
393                  * Respecting the original socket's memcg is a better
394                  * decision in this case.
395                  */
396                 if (sk->sk_cgrp) {
397                         BUG_ON(mem_cgroup_is_root(sk->sk_cgrp->memcg));
398                         mem_cgroup_get(sk->sk_cgrp->memcg);
399                         return;
400                 }
401
402                 rcu_read_lock();
403                 memcg = mem_cgroup_from_task(current);
404                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
405                         mem_cgroup_get(memcg);
406                         sk->sk_cgrp = sk->sk_prot->proto_cgroup(memcg);
407                 }
408                 rcu_read_unlock();
409         }
410 }
411 EXPORT_SYMBOL(sock_update_memcg);
412
413 void sock_release_memcg(struct sock *sk)
414 {
415         if (static_branch(&memcg_socket_limit_enabled) && sk->sk_cgrp) {
416                 struct mem_cgroup *memcg;
417                 WARN_ON(!sk->sk_cgrp->memcg);
418                 memcg = sk->sk_cgrp->memcg;
419                 mem_cgroup_put(memcg);
420         }
421 }
422
423 struct cg_proto *tcp_proto_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
424 {
425         if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg))
426                 return NULL;
427
428         return &memcg->tcp_mem.cg_proto;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(tcp_proto_cgroup);
431 #endif /* CONFIG_INET */
432 #endif /* CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM */
433
434 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *memcg);
435
436 static struct mem_cgroup_per_zone *
437 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid)
438 {
439         return &memcg->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
440 }
441
442 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *memcg)
443 {
444         return &memcg->css;
445 }
446
447 static struct mem_cgroup_per_zone *
448 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
449 {
450         int nid = page_to_nid(page);
451         int zid = page_zonenum(page);
452
453         return mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
454 }
455
456 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
457 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
458 {
459         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
460 }
461
462 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
463 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
464 {
465         int nid = page_to_nid(page);
466         int zid = page_zonenum(page);
467
468         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
469 }
470
471 static void
472 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
473                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
474                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
475                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
476 {
477         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
478         struct rb_node *parent = NULL;
479         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
480
481         if (mz->on_tree)
482                 return;
483
484         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
485         if (!mz->usage_in_excess)
486                 return;
487         while (*p) {
488                 parent = *p;
489                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
490                                         tree_node);
491                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
492                         p = &(*p)->rb_left;
493                 /*
494                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
495                  * limit by the same amount
496                  */
497                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
498                         p = &(*p)->rb_right;
499         }
500         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
501         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
502         mz->on_tree = true;
503 }
504
505 static void
506 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
507                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
508                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
509 {
510         if (!mz->on_tree)
511                 return;
512         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
513         mz->on_tree = false;
514 }
515
516 static void
517 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *memcg,
518                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
519                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
520 {
521         spin_lock(&mctz->lock);
522         __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
523         spin_unlock(&mctz->lock);
524 }
525
526
527 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
528 {
529         unsigned long long excess;
530         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
531         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
532         int nid = page_to_nid(page);
533         int zid = page_zonenum(page);
534         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
535
536         /*
537          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
538          * because their event counter is not touched.
539          */
540         for (; memcg; memcg = parent_mem_cgroup(memcg)) {
541                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
542                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&memcg->res);
543                 /*
544                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
545                  * mem is over its softlimit.
546                  */
547                 if (excess || mz->on_tree) {
548                         spin_lock(&mctz->lock);
549                         /* if on-tree, remove it */
550                         if (mz->on_tree)
551                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
552                         /*
553                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
554                          * If excess is 0, no tree ops.
555                          */
556                         __mem_cgroup_insert_exceeded(memcg, mz, mctz, excess);
557                         spin_unlock(&mctz->lock);
558                 }
559         }
560 }
561
562 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *memcg)
563 {
564         int node, zone;
565         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
566         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
567
568         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
569                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
570                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zone);
571                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
572                         mem_cgroup_remove_exceeded(memcg, mz, mctz);
573                 }
574         }
575 }
576
577 static struct mem_cgroup_per_zone *
578 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
579 {
580         struct rb_node *rightmost = NULL;
581         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
582
583 retry:
584         mz = NULL;
585         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
586         if (!rightmost)
587                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
588
589         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
590         /*
591          * Remove the node now but someone else can add it back,
592          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
593          * position in the tree.
594          */
595         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
596         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
597                 !css_tryget(&mz->mem->css))
598                 goto retry;
599 done:
600         return mz;
601 }
602
603 static struct mem_cgroup_per_zone *
604 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
605 {
606         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
607
608         spin_lock(&mctz->lock);
609         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
610         spin_unlock(&mctz->lock);
611         return mz;
612 }
613
614 /*
615  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
616  *
617  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
618  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
619  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
620  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
621  *
622  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
623  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
624  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
625  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
626  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
627  *
628  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
629  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
630  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
631  * implemented.
632  */
633 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *memcg,
634                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
635 {
636         long val = 0;
637         int cpu;
638
639         get_online_cpus();
640         for_each_online_cpu(cpu)
641                 val += per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu);
642 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
643         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
644         val += memcg->nocpu_base.count[idx];
645         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
646 #endif
647         put_online_cpus();
648         return val;
649 }
650
651 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
652                                          bool charge)
653 {
654         int val = (charge) ? 1 : -1;
655         this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
656 }
657
658 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *memcg,
659                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
660 {
661         unsigned long val = 0;
662         int cpu;
663
664         for_each_online_cpu(cpu)
665                 val += per_cpu(memcg->stat->events[idx], cpu);
666 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
667         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
668         val += memcg->nocpu_base.events[idx];
669         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
670 #endif
671         return val;
672 }
673
674 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *memcg,
675                                          bool file, int nr_pages)
676 {
677         preempt_disable();
678
679         if (file)
680                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE],
681                                 nr_pages);
682         else
683                 __this_cpu_add(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS],
684                                 nr_pages);
685
686         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
687         if (nr_pages > 0)
688                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
689         else {
690                 __this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
691                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
692         }
693
694         __this_cpu_add(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
695
696         preempt_enable();
697 }
698
699 unsigned long
700 mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid, int zid,
701                         unsigned int lru_mask)
702 {
703         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
704         enum lru_list l;
705         unsigned long ret = 0;
706
707         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
708
709         for_each_lru(l) {
710                 if (BIT(l) & lru_mask)
711                         ret += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, l);
712         }
713         return ret;
714 }
715
716 static unsigned long
717 mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
718                         int nid, unsigned int lru_mask)
719 {
720         u64 total = 0;
721         int zid;
722
723         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++)
724                 total += mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg,
725                                                 nid, zid, lru_mask);
726
727         return total;
728 }
729
730 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
731                         unsigned int lru_mask)
732 {
733         int nid;
734         u64 total = 0;
735
736         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
737                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, lru_mask);
738         return total;
739 }
740
741 static bool mem_cgroup_event_ratelimit(struct mem_cgroup *memcg,
742                                        enum mem_cgroup_events_target target)
743 {
744         unsigned long val, next;
745
746         val = __this_cpu_read(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
747         next = __this_cpu_read(memcg->stat->targets[target]);
748         /* from time_after() in jiffies.h */
749         if ((long)next - (long)val < 0) {
750                 switch (target) {
751                 case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
752                         next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
753                         break;
754                 case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
755                         next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
756                         break;
757                 case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
758                         next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
759                         break;
760                 default:
761                         break;
762                 }
763                 __this_cpu_write(memcg->stat->targets[target], next);
764                 return true;
765         }
766         return false;
767 }
768
769 /*
770  * Check events in order.
771  *
772  */
773 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *memcg, struct page *page)
774 {
775         preempt_disable();
776         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
777         if (unlikely(mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
778                                                 MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
779                 bool do_softlimit, do_numainfo;
780
781                 do_softlimit = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
782                                                 MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
783 #if MAX_NUMNODES > 1
784                 do_numainfo = mem_cgroup_event_ratelimit(memcg,
785                                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
786 #endif
787                 preempt_enable();
788
789                 mem_cgroup_threshold(memcg);
790                 if (unlikely(do_softlimit))
791                         mem_cgroup_update_tree(memcg, page);
792 #if MAX_NUMNODES > 1
793                 if (unlikely(do_numainfo))
794                         atomic_inc(&memcg->numainfo_events);
795 #endif
796         } else
797                 preempt_enable();
798 }
799
800 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
801 {
802         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
803                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
804                                 css);
805 }
806
807 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
808 {
809         /*
810          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
811          * if it races with swapoff, page migration, etc.
812          * So this can be called with p == NULL.
813          */
814         if (unlikely(!p))
815                 return NULL;
816
817         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
818                                 struct mem_cgroup, css);
819 }
820
821 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
822 {
823         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
824
825         if (!mm)
826                 return NULL;
827         /*
828          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
829          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
830          * pessimistic (rather than adding locks here).
831          */
832         rcu_read_lock();
833         do {
834                 memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
835                 if (unlikely(!memcg))
836                         break;
837         } while (!css_tryget(&memcg->css));
838         rcu_read_unlock();
839         return memcg;
840 }
841
842 /**
843  * mem_cgroup_iter - iterate over memory cgroup hierarchy
844  * @root: hierarchy root
845  * @prev: previously returned memcg, NULL on first invocation
846  * @reclaim: cookie for shared reclaim walks, NULL for full walks
847  *
848  * Returns references to children of the hierarchy below @root, or
849  * @root itself, or %NULL after a full round-trip.
850  *
851  * Caller must pass the return value in @prev on subsequent
852  * invocations for reference counting, or use mem_cgroup_iter_break()
853  * to cancel a hierarchy walk before the round-trip is complete.
854  *
855  * Reclaimers can specify a zone and a priority level in @reclaim to
856  * divide up the memcgs in the hierarchy among all concurrent
857  * reclaimers operating on the same zone and priority.
858  */
859 struct mem_cgroup *mem_cgroup_iter(struct mem_cgroup *root,
860                                    struct mem_cgroup *prev,
861                                    struct mem_cgroup_reclaim_cookie *reclaim)
862 {
863         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
864         int id = 0;
865
866         if (mem_cgroup_disabled())
867                 return NULL;
868
869         if (!root)
870                 root = root_mem_cgroup;
871
872         if (prev && !reclaim)
873                 id = css_id(&prev->css);
874
875         if (prev && prev != root)
876                 css_put(&prev->css);
877
878         if (!root->use_hierarchy && root != root_mem_cgroup) {
879                 if (prev)
880                         return NULL;
881                 return root;
882         }
883
884         while (!memcg) {
885                 struct mem_cgroup_reclaim_iter *uninitialized_var(iter);
886                 struct cgroup_subsys_state *css;
887
888                 if (reclaim) {
889                         int nid = zone_to_nid(reclaim->zone);
890                         int zid = zone_idx(reclaim->zone);
891                         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
892
893                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(root, nid, zid);
894                         iter = &mz->reclaim_iter[reclaim->priority];
895                         if (prev && reclaim->generation != iter->generation)
896                                 return NULL;
897                         id = iter->position;
898                 }
899
900                 rcu_read_lock();
901                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, id + 1, &root->css, &id);
902                 if (css) {
903                         if (css == &root->css || css_tryget(css))
904                                 memcg = container_of(css,
905                                                      struct mem_cgroup, css);
906                 } else
907                         id = 0;
908                 rcu_read_unlock();
909
910                 if (reclaim) {
911                         iter->position = id;
912                         if (!css)
913                                 iter->generation++;
914                         else if (!prev && memcg)
915                                 reclaim->generation = iter->generation;
916                 }
917
918                 if (prev && !css)
919                         return NULL;
920         }
921         return memcg;
922 }
923
924 /**
925  * mem_cgroup_iter_break - abort a hierarchy walk prematurely
926  * @root: hierarchy root
927  * @prev: last visited hierarchy member as returned by mem_cgroup_iter()
928  */
929 void mem_cgroup_iter_break(struct mem_cgroup *root,
930                            struct mem_cgroup *prev)
931 {
932         if (!root)
933                 root = root_mem_cgroup;
934         if (prev && prev != root)
935                 css_put(&prev->css);
936 }
937
938 /*
939  * Iteration constructs for visiting all cgroups (under a tree).  If
940  * loops are exited prematurely (break), mem_cgroup_iter_break() must
941  * be used for reference counting.
942  */
943 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root)            \
944         for (iter = mem_cgroup_iter(root, NULL, NULL);  \
945              iter != NULL;                              \
946              iter = mem_cgroup_iter(root, iter, NULL))
947
948 #define for_each_mem_cgroup(iter)                       \
949         for (iter = mem_cgroup_iter(NULL, NULL, NULL);  \
950              iter != NULL;                              \
951              iter = mem_cgroup_iter(NULL, iter, NULL))
952
953 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *memcg)
954 {
955         return (memcg == root_mem_cgroup);
956 }
957
958 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
959 {
960         struct mem_cgroup *memcg;
961
962         if (!mm)
963                 return;
964
965         rcu_read_lock();
966         memcg = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
967         if (unlikely(!memcg))
968                 goto out;
969
970         switch (idx) {
971         case PGFAULT:
972                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT]);
973                 break;
974         case PGMAJFAULT:
975                 this_cpu_inc(memcg->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT]);
976                 break;
977         default:
978                 BUG();
979         }
980 out:
981         rcu_read_unlock();
982 }
983 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
984
985 /**
986  * mem_cgroup_zone_lruvec - get the lru list vector for a zone and memcg
987  * @zone: zone of the wanted lruvec
988  * @mem: memcg of the wanted lruvec
989  *
990  * Returns the lru list vector holding pages for the given @zone and
991  * @mem.  This can be the global zone lruvec, if the memory controller
992  * is disabled.
993  */
994 struct lruvec *mem_cgroup_zone_lruvec(struct zone *zone,
995                                       struct mem_cgroup *memcg)
996 {
997         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
998
999         if (mem_cgroup_disabled())
1000                 return &zone->lruvec;
1001
1002         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
1003         return &mz->lruvec;
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
1008  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
1009  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
1010  *
1011  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
1012  * 1. charge
1013  * 2. moving account
1014  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
1015  * It is added to LRU before charge.
1016  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
1017  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
1018  */
1019
1020 /**
1021  * mem_cgroup_lru_add_list - account for adding an lru page and return lruvec
1022  * @zone: zone of the page
1023  * @page: the page
1024  * @lru: current lru
1025  *
1026  * This function accounts for @page being added to @lru, and returns
1027  * the lruvec for the given @zone and the memcg @page is charged to.
1028  *
1029  * The callsite is then responsible for physically linking the page to
1030  * the returned lruvec->lists[@lru].
1031  */
1032 struct lruvec *mem_cgroup_lru_add_list(struct zone *zone, struct page *page,
1033                                        enum lru_list lru)
1034 {
1035         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1036         struct mem_cgroup *memcg;
1037         struct page_cgroup *pc;
1038
1039         if (mem_cgroup_disabled())
1040                 return &zone->lruvec;
1041
1042         pc = lookup_page_cgroup(page);
1043         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
1044         /*
1045          * putback:                             charge:
1046          * SetPageLRU                           SetPageCgroupUsed
1047          * smp_mb                               smp_mb
1048          * PageCgroupUsed && add to memcg LRU   PageLRU && add to memcg LRU
1049          *
1050          * Ensure that one of the two sides adds the page to the memcg
1051          * LRU during a race.
1052          */
1053         smp_mb();
1054         /*
1055          * If the page is uncharged, it may be freed soon, but it
1056          * could also be swap cache (readahead, swapoff) that needs to
1057          * be reclaimable in the future.  root_mem_cgroup will babysit
1058          * it for the time being.
1059          */
1060         if (PageCgroupUsed(pc)) {
1061                 /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1062                 smp_rmb();
1063                 memcg = pc->mem_cgroup;
1064                 SetPageCgroupAcctLRU(pc);
1065         } else
1066                 memcg = root_mem_cgroup;
1067         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1068         /* compound_order() is stabilized through lru_lock */
1069         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
1070         return &mz->lruvec;
1071 }
1072
1073 /**
1074  * mem_cgroup_lru_del_list - account for removing an lru page
1075  * @page: the page
1076  * @lru: target lru
1077  *
1078  * This function accounts for @page being removed from @lru.
1079  *
1080  * The callsite is then responsible for physically unlinking
1081  * @page->lru.
1082  */
1083 void mem_cgroup_lru_del_list(struct page *page, enum lru_list lru)
1084 {
1085         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1086         struct mem_cgroup *memcg;
1087         struct page_cgroup *pc;
1088
1089         if (mem_cgroup_disabled())
1090                 return;
1091
1092         pc = lookup_page_cgroup(page);
1093         /*
1094          * root_mem_cgroup babysits uncharged LRU pages, but
1095          * PageCgroupUsed is cleared when the page is about to get
1096          * freed.  PageCgroupAcctLRU remembers whether the
1097          * LRU-accounting happened against pc->mem_cgroup or
1098          * root_mem_cgroup.
1099          */
1100         if (TestClearPageCgroupAcctLRU(pc)) {
1101                 VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
1102                 memcg = pc->mem_cgroup;
1103         } else
1104                 memcg = root_mem_cgroup;
1105         mz = page_cgroup_zoneinfo(memcg, page);
1106         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
1107         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
1108 }
1109
1110 void mem_cgroup_lru_del(struct page *page)
1111 {
1112         mem_cgroup_lru_del_list(page, page_lru(page));
1113 }
1114
1115 /**
1116  * mem_cgroup_lru_move_lists - account for moving a page between lrus
1117  * @zone: zone of the page
1118  * @page: the page
1119  * @from: current lru
1120  * @to: target lru
1121  *
1122  * This function accounts for @page being moved between the lrus @from
1123  * and @to, and returns the lruvec for the given @zone and the memcg
1124  * @page is charged to.
1125  *
1126  * The callsite is then responsible for physically relinking
1127  * @page->lru to the returned lruvec->lists[@to].
1128  */
1129 struct lruvec *mem_cgroup_lru_move_lists(struct zone *zone,
1130                                          struct page *page,
1131                                          enum lru_list from,
1132                                          enum lru_list to)
1133 {
1134         /* XXX: Optimize this, especially for @from == @to */
1135         mem_cgroup_lru_del_list(page, from);
1136         return mem_cgroup_lru_add_list(zone, page, to);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * Checks whether given mem is same or in the root_mem_cgroup's
1141  * hierarchy subtree
1142  */
1143 static bool mem_cgroup_same_or_subtree(const struct mem_cgroup *root_memcg,
1144                 struct mem_cgroup *memcg)
1145 {
1146         if (root_memcg != memcg) {
1147                 return (root_memcg->use_hierarchy &&
1148                         css_is_ancestor(&memcg->css, &root_memcg->css));
1149         }
1150
1151         return true;
1152 }
1153
1154 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *memcg)
1155 {
1156         int ret;
1157         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1158         struct task_struct *p;
1159
1160         p = find_lock_task_mm(task);
1161         if (p) {
1162                 curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1163                 task_unlock(p);
1164         } else {
1165                 /*
1166                  * All threads may have already detached their mm's, but the oom
1167                  * killer still needs to detect if they have already been oom
1168                  * killed to prevent needlessly killing additional tasks.
1169                  */
1170                 task_lock(task);
1171                 curr = mem_cgroup_from_task(task);
1172                 if (curr)
1173                         css_get(&curr->css);
1174                 task_unlock(task);
1175         }
1176         if (!curr)
1177                 return 0;
1178         /*
1179          * We should check use_hierarchy of "memcg" not "curr". Because checking
1180          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1181          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "memcg" in *cgroup*
1182          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "memcg").
1183          */
1184         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, curr);
1185         css_put(&curr->css);
1186         return ret;
1187 }
1188
1189 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1190 {
1191         unsigned long inactive_ratio;
1192         int nid = zone_to_nid(zone);
1193         int zid = zone_idx(zone);
1194         unsigned long inactive;
1195         unsigned long active;
1196         unsigned long gb;
1197
1198         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1199                                                 BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
1200         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1201                                               BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
1202
1203         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1204         if (gb)
1205                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1206         else
1207                 inactive_ratio = 1;
1208
1209         return inactive * inactive_ratio < active;
1210 }
1211
1212 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg, struct zone *zone)
1213 {
1214         unsigned long active;
1215         unsigned long inactive;
1216         int zid = zone_idx(zone);
1217         int nid = zone_to_nid(zone);
1218
1219         inactive = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1220                                                 BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
1221         active = mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(memcg, nid, zid,
1222                                               BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
1223
1224         return (active > inactive);
1225 }
1226
1227 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1228                                                       struct zone *zone)
1229 {
1230         int nid = zone_to_nid(zone);
1231         int zid = zone_idx(zone);
1232         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1233
1234         return &mz->reclaim_stat;
1235 }
1236
1237 struct zone_reclaim_stat *
1238 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1239 {
1240         struct page_cgroup *pc;
1241         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1242
1243         if (mem_cgroup_disabled())
1244                 return NULL;
1245
1246         pc = lookup_page_cgroup(page);
1247         if (!PageCgroupUsed(pc))
1248                 return NULL;
1249         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1250         smp_rmb();
1251         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1252         return &mz->reclaim_stat;
1253 }
1254
1255 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1256         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1257
1258 /**
1259  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1260  * @mem: the memory cgroup
1261  *
1262  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1263  * pages.
1264  */
1265 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *memcg)
1266 {
1267         unsigned long long margin;
1268
1269         margin = res_counter_margin(&memcg->res);
1270         if (do_swap_account)
1271                 margin = min(margin, res_counter_margin(&memcg->memsw));
1272         return margin >> PAGE_SHIFT;
1273 }
1274
1275 int mem_cgroup_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1276 {
1277         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1278
1279         /* root ? */
1280         if (cgrp->parent == NULL)
1281                 return vm_swappiness;
1282
1283         return memcg->swappiness;
1284 }
1285
1286 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *memcg)
1287 {
1288         int cpu;
1289
1290         get_online_cpus();
1291         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1292         for_each_online_cpu(cpu)
1293                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1294         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1295         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1296         put_online_cpus();
1297
1298         synchronize_rcu();
1299 }
1300
1301 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *memcg)
1302 {
1303         int cpu;
1304
1305         if (!memcg)
1306                 return;
1307         get_online_cpus();
1308         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
1309         for_each_online_cpu(cpu)
1310                 per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1311         memcg->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1312         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
1313         put_online_cpus();
1314 }
1315 /*
1316  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1317  *
1318  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1319  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1320  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1321  *
1322  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1323  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1324  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1325  */
1326
1327 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *memcg)
1328 {
1329         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1330         return this_cpu_read(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1331 }
1332
1333 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *memcg)
1334 {
1335         struct mem_cgroup *from;
1336         struct mem_cgroup *to;
1337         bool ret = false;
1338         /*
1339          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1340          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1341          */
1342         spin_lock(&mc.lock);
1343         from = mc.from;
1344         to = mc.to;
1345         if (!from)
1346                 goto unlock;
1347
1348         ret = mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, from)
1349                 || mem_cgroup_same_or_subtree(memcg, to);
1350 unlock:
1351         spin_unlock(&mc.lock);
1352         return ret;
1353 }
1354
1355 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *memcg)
1356 {
1357         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1358                 if (mem_cgroup_under_move(memcg)) {
1359                         DEFINE_WAIT(wait);
1360                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1361                         /* moving charge context might have finished. */
1362                         if (mc.moving_task)
1363                                 schedule();
1364                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1365                         return true;
1366                 }
1367         }
1368         return false;
1369 }
1370
1371 /**
1372  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1373  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1374  * @p: Task that is going to be killed
1375  *
1376  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1377  * enabled
1378  */
1379 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1380 {
1381         struct cgroup *task_cgrp;
1382         struct cgroup *mem_cgrp;
1383         /*
1384          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1385          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1386          * If this assumption is broken, revisit this code.
1387          */
1388         static char memcg_name[PATH_MAX];
1389         int ret;
1390
1391         if (!memcg || !p)
1392                 return;
1393
1394
1395         rcu_read_lock();
1396
1397         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1398         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1399
1400         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1401         if (ret < 0) {
1402                 /*
1403                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1404                  * But we'll still print out the usage information
1405                  */
1406                 rcu_read_unlock();
1407                 goto done;
1408         }
1409         rcu_read_unlock();
1410
1411         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1412
1413         rcu_read_lock();
1414         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1415         if (ret < 0) {
1416                 rcu_read_unlock();
1417                 goto done;
1418         }
1419         rcu_read_unlock();
1420
1421         /*
1422          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1423          */
1424         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1425 done:
1426
1427         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1428                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1429                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1430                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1431         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1432                 "failcnt %llu\n",
1433                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1434                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1435                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1436 }
1437
1438 /*
1439  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1440  * 1(self count) if no children.
1441  */
1442 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *memcg)
1443 {
1444         int num = 0;
1445         struct mem_cgroup *iter;
1446
1447         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1448                 num++;
1449         return num;
1450 }
1451
1452 /*
1453  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1454  */
1455 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1456 {
1457         u64 limit;
1458         u64 memsw;
1459
1460         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1461         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1462
1463         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1464         /*
1465          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1466          * to this memcg, return that limit.
1467          */
1468         return min(limit, memsw);
1469 }
1470
1471 static unsigned long mem_cgroup_reclaim(struct mem_cgroup *memcg,
1472                                         gfp_t gfp_mask,
1473                                         unsigned long flags)
1474 {
1475         unsigned long total = 0;
1476         bool noswap = false;
1477         int loop;
1478
1479         if (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP)
1480                 noswap = true;
1481         if (!(flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK) && memcg->memsw_is_minimum)
1482                 noswap = true;
1483
1484         for (loop = 0; loop < MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS; loop++) {
1485                 if (loop)
1486                         drain_all_stock_async(memcg);
1487                 total += try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, gfp_mask, noswap);
1488                 /*
1489                  * Allow limit shrinkers, which are triggered directly
1490                  * by userspace, to catch signals and stop reclaim
1491                  * after minimal progress, regardless of the margin.
1492                  */
1493                 if (total && (flags & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK))
1494                         break;
1495                 if (mem_cgroup_margin(memcg))
1496                         break;
1497                 /*
1498                  * If nothing was reclaimed after two attempts, there
1499                  * may be no reclaimable pages in this hierarchy.
1500                  */
1501                 if (loop && !total)
1502                         break;
1503         }
1504         return total;
1505 }
1506
1507 /**
1508  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1509  * @mem: the target memcg
1510  * @nid: the node ID to be checked.
1511  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1512  *
1513  * This function returns whether the specified memcg contains any
1514  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1515  * pages in the node.
1516  */
1517 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg,
1518                 int nid, bool noswap)
1519 {
1520         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_FILE))
1521                 return true;
1522         if (noswap || !total_swap_pages)
1523                 return false;
1524         if (mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid, LRU_ALL_ANON))
1525                 return true;
1526         return false;
1527
1528 }
1529 #if MAX_NUMNODES > 1
1530
1531 /*
1532  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1533  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1534  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1535  *
1536  */
1537 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *memcg)
1538 {
1539         int nid;
1540         /*
1541          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1542          * pagein/pageout changes since the last update.
1543          */
1544         if (!atomic_read(&memcg->numainfo_events))
1545                 return;
1546         if (atomic_inc_return(&memcg->numainfo_updating) > 1)
1547                 return;
1548
1549         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1550         memcg->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1551
1552         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1553
1554                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, false))
1555                         node_clear(nid, memcg->scan_nodes);
1556         }
1557
1558         atomic_set(&memcg->numainfo_events, 0);
1559         atomic_set(&memcg->numainfo_updating, 0);
1560 }
1561
1562 /*
1563  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1564  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1565  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1566  *
1567  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1568  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1569  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1570  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1571  *
1572  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1573  */
1574 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1575 {
1576         int node;
1577
1578         mem_cgroup_may_update_nodemask(memcg);
1579         node = memcg->last_scanned_node;
1580
1581         node = next_node(node, memcg->scan_nodes);
1582         if (node == MAX_NUMNODES)
1583                 node = first_node(memcg->scan_nodes);
1584         /*
1585          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1586          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1587          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1588          * we use curret node.
1589          */
1590         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1591                 node = numa_node_id();
1592
1593         memcg->last_scanned_node = node;
1594         return node;
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1599  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1600  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1601  * enough new information. We need to do double check.
1602  */
1603 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1604 {
1605         int nid;
1606
1607         /*
1608          * quick check...making use of scan_node.
1609          * We can skip unused nodes.
1610          */
1611         if (!nodes_empty(memcg->scan_nodes)) {
1612                 for (nid = first_node(memcg->scan_nodes);
1613                      nid < MAX_NUMNODES;
1614                      nid = next_node(nid, memcg->scan_nodes)) {
1615
1616                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1617                                 return true;
1618                 }
1619         }
1620         /*
1621          * Check rest of nodes.
1622          */
1623         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1624                 if (node_isset(nid, memcg->scan_nodes))
1625                         continue;
1626                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, nid, noswap))
1627                         return true;
1628         }
1629         return false;
1630 }
1631
1632 #else
1633 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *memcg)
1634 {
1635         return 0;
1636 }
1637
1638 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *memcg, bool noswap)
1639 {
1640         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(memcg, 0, noswap);
1641 }
1642 #endif
1643
1644 static int mem_cgroup_soft_reclaim(struct mem_cgroup *root_memcg,
1645                                    struct zone *zone,
1646                                    gfp_t gfp_mask,
1647                                    unsigned long *total_scanned)
1648 {
1649         struct mem_cgroup *victim = NULL;
1650         int total = 0;
1651         int loop = 0;
1652         unsigned long excess;
1653         unsigned long nr_scanned;
1654         struct mem_cgroup_reclaim_cookie reclaim = {
1655                 .zone = zone,
1656                 .priority = 0,
1657         };
1658
1659         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res) >> PAGE_SHIFT;
1660
1661         while (1) {
1662                 victim = mem_cgroup_iter(root_memcg, victim, &reclaim);
1663                 if (!victim) {
1664                         loop++;
1665                         if (loop >= 2) {
1666                                 /*
1667                                  * If we have not been able to reclaim
1668                                  * anything, it might because there are
1669                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1670                                  */
1671                                 if (!total)
1672                                         break;
1673                                 /*
1674                                  * We want to do more targeted reclaim.
1675                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1676                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1677                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1678                                  */
1679                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1680                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS))
1681                                         break;
1682                         }
1683                         continue;
1684                 }
1685                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, false))
1686                         continue;
1687                 total += mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask, false,
1688                                                      zone, &nr_scanned);
1689                 *total_scanned += nr_scanned;
1690                 if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_memcg->res))
1691                         break;
1692         }
1693         mem_cgroup_iter_break(root_memcg, victim);
1694         return total;
1695 }
1696
1697 /*
1698  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1699  * If someone is running, return false.
1700  * Has to be called with memcg_oom_lock
1701  */
1702 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *memcg)
1703 {
1704         struct mem_cgroup *iter, *failed = NULL;
1705
1706         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1707                 if (iter->oom_lock) {
1708                         /*
1709                          * this subtree of our hierarchy is already locked
1710                          * so we cannot give a lock.
1711                          */
1712                         failed = iter;
1713                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1714                         break;
1715                 } else
1716                         iter->oom_lock = true;
1717         }
1718
1719         if (!failed)
1720                 return true;
1721
1722         /*
1723          * OK, we failed to lock the whole subtree so we have to clean up
1724          * what we set up to the failing subtree
1725          */
1726         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg) {
1727                 if (iter == failed) {
1728                         mem_cgroup_iter_break(memcg, iter);
1729                         break;
1730                 }
1731                 iter->oom_lock = false;
1732         }
1733         return false;
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Has to be called with memcg_oom_lock
1738  */
1739 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *memcg)
1740 {
1741         struct mem_cgroup *iter;
1742
1743         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1744                 iter->oom_lock = false;
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 static void mem_cgroup_mark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1749 {
1750         struct mem_cgroup *iter;
1751
1752         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1753                 atomic_inc(&iter->under_oom);
1754 }
1755
1756 static void mem_cgroup_unmark_under_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1757 {
1758         struct mem_cgroup *iter;
1759
1760         /*
1761          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1762          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1763          * atomic_add_unless() here.
1764          */
1765         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
1766                 atomic_add_unless(&iter->under_oom, -1, 0);
1767 }
1768
1769 static DEFINE_SPINLOCK(memcg_oom_lock);
1770 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1771
1772 struct oom_wait_info {
1773         struct mem_cgroup *mem;
1774         wait_queue_t    wait;
1775 };
1776
1777 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1778         unsigned mode, int sync, void *arg)
1779 {
1780         struct mem_cgroup *wake_memcg = (struct mem_cgroup *)arg,
1781                           *oom_wait_memcg;
1782         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1783
1784         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1785         oom_wait_memcg = oom_wait_info->mem;
1786
1787         /*
1788          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1789          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1790          */
1791         if (!mem_cgroup_same_or_subtree(oom_wait_memcg, wake_memcg)
1792                 && !mem_cgroup_same_or_subtree(wake_memcg, oom_wait_memcg))
1793                 return 0;
1794         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1795 }
1796
1797 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *memcg)
1798 {
1799         /* for filtering, pass "memcg" as argument. */
1800         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, memcg);
1801 }
1802
1803 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *memcg)
1804 {
1805         if (memcg && atomic_read(&memcg->under_oom))
1806                 memcg_wakeup_oom(memcg);
1807 }
1808
1809 /*
1810  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1811  */
1812 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t mask)
1813 {
1814         struct oom_wait_info owait;
1815         bool locked, need_to_kill;
1816
1817         owait.mem = memcg;
1818         owait.wait.flags = 0;
1819         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1820         owait.wait.private = current;
1821         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1822         need_to_kill = true;
1823         mem_cgroup_mark_under_oom(memcg);
1824
1825         /* At first, try to OOM lock hierarchy under memcg.*/
1826         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1827         locked = mem_cgroup_oom_lock(memcg);
1828         /*
1829          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1830          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1831          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1832          */
1833         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1834         if (!locked || memcg->oom_kill_disable)
1835                 need_to_kill = false;
1836         if (locked)
1837                 mem_cgroup_oom_notify(memcg);
1838         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1839
1840         if (need_to_kill) {
1841                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1842                 mem_cgroup_out_of_memory(memcg, mask);
1843         } else {
1844                 schedule();
1845                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1846         }
1847         spin_lock(&memcg_oom_lock);
1848         if (locked)
1849                 mem_cgroup_oom_unlock(memcg);
1850         memcg_wakeup_oom(memcg);
1851         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
1852
1853         mem_cgroup_unmark_under_oom(memcg);
1854
1855         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1856                 return false;
1857         /* Give chance to dying process */
1858         schedule_timeout_uninterruptible(1);
1859         return true;
1860 }
1861
1862 /*
1863  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1864  * generalized to update other statistics as well.
1865  *
1866  * Notes: Race condition
1867  *
1868  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1869  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1870  * to do so _always_.
1871  *
1872  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1873  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1874  * are no race with "charge".
1875  *
1876  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1877  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1878  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1879  * by flags.
1880  *
1881  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1882  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1883  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1884  */
1885
1886 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1887                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1888 {
1889         struct mem_cgroup *memcg;
1890         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1891         bool need_unlock = false;
1892         unsigned long uninitialized_var(flags);
1893
1894         if (mem_cgroup_disabled())
1895                 return;
1896
1897         rcu_read_lock();
1898         memcg = pc->mem_cgroup;
1899         if (unlikely(!memcg || !PageCgroupUsed(pc)))
1900                 goto out;
1901         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1902         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(memcg)) || PageTransHuge(page)) {
1903                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1904                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1905                 need_unlock = true;
1906                 memcg = pc->mem_cgroup;
1907                 if (!memcg || !PageCgroupUsed(pc))
1908                         goto out;
1909         }
1910
1911         switch (idx) {
1912         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1913                 if (val > 0)
1914                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1915                 else if (!page_mapped(page))
1916                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1917                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1918                 break;
1919         default:
1920                 BUG();
1921         }
1922
1923         this_cpu_add(memcg->stat->count[idx], val);
1924
1925 out:
1926         if (unlikely(need_unlock))
1927                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1928         rcu_read_unlock();
1929         return;
1930 }
1931 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
1932
1933 /*
1934  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
1935  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
1936  */
1937 #define CHARGE_BATCH    32U
1938 struct memcg_stock_pcp {
1939         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
1940         unsigned int nr_pages;
1941         struct work_struct work;
1942         unsigned long flags;
1943 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
1944 };
1945 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
1946 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
1947
1948 /*
1949  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
1950  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
1951  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
1952  * refilled.
1953  */
1954 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *memcg)
1955 {
1956         struct memcg_stock_pcp *stock;
1957         bool ret = true;
1958
1959         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
1960         if (memcg == stock->cached && stock->nr_pages)
1961                 stock->nr_pages--;
1962         else /* need to call res_counter_charge */
1963                 ret = false;
1964         put_cpu_var(memcg_stock);
1965         return ret;
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
1970  */
1971 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
1972 {
1973         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
1974
1975         if (stock->nr_pages) {
1976                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
1977
1978                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
1979                 if (do_swap_account)
1980                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
1981                 stock->nr_pages = 0;
1982         }
1983         stock->cached = NULL;
1984 }
1985
1986 /*
1987  * This must be called under preempt disabled or must be called by
1988  * a thread which is pinned to local cpu.
1989  */
1990 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
1991 {
1992         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
1993         drain_stock(stock);
1994         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
1995 }
1996
1997 /*
1998  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
1999  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2000  */
2001 static void refill_stock(struct mem_cgroup *memcg, unsigned int nr_pages)
2002 {
2003         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2004
2005         if (stock->cached != memcg) { /* reset if necessary */
2006                 drain_stock(stock);
2007                 stock->cached = memcg;
2008         }
2009         stock->nr_pages += nr_pages;
2010         put_cpu_var(memcg_stock);
2011 }
2012
2013 /*
2014  * Drains all per-CPU charge caches for given root_memcg resp. subtree
2015  * of the hierarchy under it. sync flag says whether we should block
2016  * until the work is done.
2017  */
2018 static void drain_all_stock(struct mem_cgroup *root_memcg, bool sync)
2019 {
2020         int cpu, curcpu;
2021
2022         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2023         get_online_cpus();
2024         curcpu = get_cpu();
2025         for_each_online_cpu(cpu) {
2026                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2027                 struct mem_cgroup *memcg;
2028
2029                 memcg = stock->cached;
2030                 if (!memcg || !stock->nr_pages)
2031                         continue;
2032                 if (!mem_cgroup_same_or_subtree(root_memcg, memcg))
2033                         continue;
2034                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags)) {
2035                         if (cpu == curcpu)
2036                                 drain_local_stock(&stock->work);
2037                         else
2038                                 schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2039                 }
2040         }
2041         put_cpu();
2042
2043         if (!sync)
2044                 goto out;
2045
2046         for_each_online_cpu(cpu) {
2047                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2048                 if (test_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2049                         flush_work(&stock->work);
2050         }
2051 out:
2052         put_online_cpus();
2053 }
2054
2055 /*
2056  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2057  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2058  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2059  * it.
2060  */
2061 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_memcg)
2062 {
2063         /*
2064          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2065          */
2066         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2067                 return;
2068         drain_all_stock(root_memcg, false);
2069         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2070 }
2071
2072 /* This is a synchronous drain interface. */
2073 static void drain_all_stock_sync(struct mem_cgroup *root_memcg)
2074 {
2075         /* called when force_empty is called */
2076         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2077         drain_all_stock(root_memcg, true);
2078         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2079 }
2080
2081 /*
2082  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2083  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2084  */
2085 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2086 {
2087         int i;
2088
2089         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2090         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2091                 long x = per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu);
2092
2093                 per_cpu(memcg->stat->count[i], cpu) = 0;
2094                 memcg->nocpu_base.count[i] += x;
2095         }
2096         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2097                 unsigned long x = per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu);
2098
2099                 per_cpu(memcg->stat->events[i], cpu) = 0;
2100                 memcg->nocpu_base.events[i] += x;
2101         }
2102         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2103         per_cpu(memcg->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2104         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2105 }
2106
2107 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *memcg, int cpu)
2108 {
2109         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2110
2111         spin_lock(&memcg->pcp_counter_lock);
2112         per_cpu(memcg->stat->count[idx], cpu) = memcg->nocpu_base.count[idx];
2113         spin_unlock(&memcg->pcp_counter_lock);
2114 }
2115
2116 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2117                                         unsigned long action,
2118                                         void *hcpu)
2119 {
2120         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2121         struct memcg_stock_pcp *stock;
2122         struct mem_cgroup *iter;
2123
2124         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2125                 for_each_mem_cgroup(iter)
2126                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2127                 return NOTIFY_OK;
2128         }
2129
2130         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2131                 return NOTIFY_OK;
2132
2133         for_each_mem_cgroup(iter)
2134                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2135
2136         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2137         drain_stock(stock);
2138         return NOTIFY_OK;
2139 }
2140
2141
2142 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2143 enum {
2144         CHARGE_OK,              /* success */
2145         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2146         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2147         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2148         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2149 };
2150
2151 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *memcg, gfp_t gfp_mask,
2152                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2153 {
2154         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2155         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2156         struct res_counter *fail_res;
2157         unsigned long flags = 0;
2158         int ret;
2159
2160         ret = res_counter_charge(&memcg->res, csize, &fail_res);
2161
2162         if (likely(!ret)) {
2163                 if (!do_swap_account)
2164                         return CHARGE_OK;
2165                 ret = res_counter_charge(&memcg->memsw, csize, &fail_res);
2166                 if (likely(!ret))
2167                         return CHARGE_OK;
2168
2169                 res_counter_uncharge(&memcg->res, csize);
2170                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2171                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2172         } else
2173                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2174         /*
2175          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2176          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2177          *
2178          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2179          * single page instead.
2180          */
2181         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2182                 return CHARGE_RETRY;
2183
2184         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2185                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2186
2187         ret = mem_cgroup_reclaim(mem_over_limit, gfp_mask, flags);
2188         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2189                 return CHARGE_RETRY;
2190         /*
2191          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2192          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2193          * before killing the task.
2194          *
2195          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2196          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2197          * to regular pages anyway in case of failure.
2198          */
2199         if (nr_pages == 1 && ret)
2200                 return CHARGE_RETRY;
2201
2202         /*
2203          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2204          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2205          */
2206         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2207                 return CHARGE_RETRY;
2208
2209         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2210         if (!oom_check)
2211                 return CHARGE_NOMEM;
2212         /* check OOM */
2213         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2214                 return CHARGE_OOM_DIE;
2215
2216         return CHARGE_RETRY;
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2221  * oom-killer can be invoked.
2222  */
2223 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2224                                    gfp_t gfp_mask,
2225                                    unsigned int nr_pages,
2226                                    struct mem_cgroup **ptr,
2227                                    bool oom)
2228 {
2229         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2230         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2231         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2232         int ret;
2233
2234         /*
2235          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2236          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2237          * MEMDIE process.
2238          */
2239         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2240                      || fatal_signal_pending(current)))
2241                 goto bypass;
2242
2243         /*
2244          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2245          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2246          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2247          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2248          */
2249         if (!*ptr && !mm)
2250                 goto bypass;
2251 again:
2252         if (*ptr) { /* css should be a valid one */
2253                 memcg = *ptr;
2254                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&memcg->css));
2255                 if (mem_cgroup_is_root(memcg))
2256                         goto done;
2257                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg))
2258                         goto done;
2259                 css_get(&memcg->css);
2260         } else {
2261                 struct task_struct *p;
2262
2263                 rcu_read_lock();
2264                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2265                 /*
2266                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2267                  * In that case, "memcg" can point to root or p can be NULL with
2268                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2269                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2270                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2271                  * small race, here.
2272                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2273                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2274                  */
2275                 memcg = mem_cgroup_from_task(p);
2276                 if (!memcg || mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2277                         rcu_read_unlock();
2278                         goto done;
2279                 }
2280                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(memcg)) {
2281                         /*
2282                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2283                          * But considering how consume_stok works, it's not
2284                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2285                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2286                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2287                          * calling consume_stock().
2288                          */
2289                         rcu_read_unlock();
2290                         goto done;
2291                 }
2292                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2293                 if (!css_tryget(&memcg->css)) {
2294                         rcu_read_unlock();
2295                         goto again;
2296                 }
2297                 rcu_read_unlock();
2298         }
2299
2300         do {
2301                 bool oom_check;
2302
2303                 /* If killed, bypass charge */
2304                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2305                         css_put(&memcg->css);
2306                         goto bypass;
2307                 }
2308
2309                 oom_check = false;
2310                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2311                         oom_check = true;
2312                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2313                 }
2314
2315                 ret = mem_cgroup_do_charge(memcg, gfp_mask, batch, oom_check);
2316                 switch (ret) {
2317                 case CHARGE_OK:
2318                         break;
2319                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2320                         batch = nr_pages;
2321                         css_put(&memcg->css);
2322                         memcg = NULL;
2323                         goto again;
2324                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2325                         css_put(&memcg->css);
2326                         goto nomem;
2327                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2328                         if (!oom) {
2329                                 css_put(&memcg->css);
2330                                 goto nomem;
2331                         }
2332                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2333                         nr_oom_retries--;
2334                         break;
2335                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2336                         css_put(&memcg->css);
2337                         goto bypass;
2338                 }
2339         } while (ret != CHARGE_OK);
2340
2341         if (batch > nr_pages)
2342                 refill_stock(memcg, batch - nr_pages);
2343         css_put(&memcg->css);
2344 done:
2345         *ptr = memcg;
2346         return 0;
2347 nomem:
2348         *ptr = NULL;
2349         return -ENOMEM;
2350 bypass:
2351         *ptr = NULL;
2352         return 0;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2357  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2358  * gotten by try_charge().
2359  */
2360 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2361                                        unsigned int nr_pages)
2362 {
2363         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
2364                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2365
2366                 res_counter_uncharge(&memcg->res, bytes);
2367                 if (do_swap_account)
2368                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, bytes);
2369         }
2370 }
2371
2372 /*
2373  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2374  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2375  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2376  * memcg.)
2377  */
2378 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2379 {
2380         struct cgroup_subsys_state *css;
2381
2382         /* ID 0 is unused ID */
2383         if (!id)
2384                 return NULL;
2385         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2386         if (!css)
2387                 return NULL;
2388         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2389 }
2390
2391 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2392 {
2393         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2394         struct page_cgroup *pc;
2395         unsigned short id;
2396         swp_entry_t ent;
2397
2398         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2399
2400         pc = lookup_page_cgroup(page);
2401         lock_page_cgroup(pc);
2402         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2403                 memcg = pc->mem_cgroup;
2404                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2405                         memcg = NULL;
2406         } else if (PageSwapCache(page)) {
2407                 ent.val = page_private(page);
2408                 id = lookup_swap_cgroup_id(ent);
2409                 rcu_read_lock();
2410                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2411                 if (memcg && !css_tryget(&memcg->css))
2412                         memcg = NULL;
2413                 rcu_read_unlock();
2414         }
2415         unlock_page_cgroup(pc);
2416         return memcg;
2417 }
2418
2419 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *memcg,
2420                                        struct page *page,
2421                                        unsigned int nr_pages,
2422                                        struct page_cgroup *pc,
2423                                        enum charge_type ctype)
2424 {
2425         lock_page_cgroup(pc);
2426         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2427                 unlock_page_cgroup(pc);
2428                 __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, nr_pages);
2429                 return;
2430         }
2431         /*
2432          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2433          * accessed by any other context at this point.
2434          */
2435         pc->mem_cgroup = memcg;
2436         /*
2437          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2438          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2439          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2440          * before USED bit, we need memory barrier here.
2441          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2442          */
2443         smp_wmb();
2444         switch (ctype) {
2445         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2446         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2447                 SetPageCgroupCache(pc);
2448                 SetPageCgroupUsed(pc);
2449                 break;
2450         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2451                 ClearPageCgroupCache(pc);
2452                 SetPageCgroupUsed(pc);
2453                 break;
2454         default:
2455                 break;
2456         }
2457
2458         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2459         unlock_page_cgroup(pc);
2460         /*
2461          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2462          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2463          * if they exceeds softlimit.
2464          */
2465         memcg_check_events(memcg, page);
2466 }
2467
2468 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2469
2470 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2471                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2472 /*
2473  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2474  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compound_lock.
2475  * charge/uncharge will be never happen and move_account() is done under
2476  * compound_lock(), so we don't have to take care of races.
2477  */
2478 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head)
2479 {
2480         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2481         struct page_cgroup *pc;
2482         int i;
2483
2484         if (mem_cgroup_disabled())
2485                 return;
2486         for (i = 1; i < HPAGE_PMD_NR; i++) {
2487                 pc = head_pc + i;
2488                 pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2489                 smp_wmb();/* see __commit_charge() */
2490                 /*
2491                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2492                  * page to LRU by generic call and our hooks will be called.
2493                  */
2494                 pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2495         }
2496
2497         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2498                 enum lru_list lru;
2499                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2500                 /*
2501                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2502                  */
2503                 lru = page_lru(head);
2504                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2505                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= HPAGE_PMD_NR - 1;
2506         }
2507 }
2508 #endif
2509
2510 /**
2511  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2512  * @page: the page
2513  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2514  * @pc: page_cgroup of the page.
2515  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2516  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2517  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2518  *
2519  * The caller must confirm following.
2520  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2521  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2522  *
2523  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2524  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2525  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2526  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2527  */
2528 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2529                                    unsigned int nr_pages,
2530                                    struct page_cgroup *pc,
2531                                    struct mem_cgroup *from,
2532                                    struct mem_cgroup *to,
2533                                    bool uncharge)
2534 {
2535         unsigned long flags;
2536         int ret;
2537
2538         VM_BUG_ON(from == to);
2539         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2540         /*
2541          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2542          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2543          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2544          * hold it.
2545          */
2546         ret = -EBUSY;
2547         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2548                 goto out;
2549
2550         lock_page_cgroup(pc);
2551
2552         ret = -EINVAL;
2553         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2554                 goto unlock;
2555
2556         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2557
2558         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2559                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2560                 preempt_disable();
2561                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2562                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2563                 preempt_enable();
2564         }
2565         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2566         if (uncharge)
2567                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2568                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2569
2570         /* caller should have done css_get */
2571         pc->mem_cgroup = to;
2572         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2573         /*
2574          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2575          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2576          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2577          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2578          * status here.
2579          */
2580         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2581         ret = 0;
2582 unlock:
2583         unlock_page_cgroup(pc);
2584         /*
2585          * check events
2586          */
2587         memcg_check_events(to, page);
2588         memcg_check_events(from, page);
2589 out:
2590         return ret;
2591 }
2592
2593 /*
2594  * move charges to its parent.
2595  */
2596
2597 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2598                                   struct page_cgroup *pc,
2599                                   struct mem_cgroup *child,
2600                                   gfp_t gfp_mask)
2601 {
2602         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2603         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2604         struct mem_cgroup *parent;
2605         unsigned int nr_pages;
2606         unsigned long uninitialized_var(flags);
2607         int ret;
2608
2609         /* Is ROOT ? */
2610         if (!pcg)
2611                 return -EINVAL;
2612
2613         ret = -EBUSY;
2614         if (!get_page_unless_zero(page))
2615                 goto out;
2616         if (isolate_lru_page(page))
2617                 goto put;
2618
2619         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2620
2621         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2622         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2623         if (ret || !parent)
2624                 goto put_back;
2625
2626         if (nr_pages > 1)
2627                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2628
2629         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2630         if (ret)
2631                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2632
2633         if (nr_pages > 1)
2634                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2635 put_back:
2636         putback_lru_page(page);
2637 put:
2638         put_page(page);
2639 out:
2640         return ret;
2641 }
2642
2643 /*
2644  * Charge the memory controller for page usage.
2645  * Return
2646  * 0 if the charge was successful
2647  * < 0 if the cgroup is over its limit
2648  */
2649 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2650                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2651 {
2652         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2653         unsigned int nr_pages = 1;
2654         struct page_cgroup *pc;
2655         bool oom = true;
2656         int ret;
2657
2658         if (PageTransHuge(page)) {
2659                 nr_pages <<= compound_order(page);
2660                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2661                 /*
2662                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2663                  * fault handler will fall back to regular pages.
2664                  */
2665                 oom = false;
2666         }
2667
2668         pc = lookup_page_cgroup(page);
2669         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &memcg, oom);
2670         if (ret || !memcg)
2671                 return ret;
2672
2673         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, nr_pages, pc, ctype);
2674         return 0;
2675 }
2676
2677 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2678                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2679 {
2680         if (mem_cgroup_disabled())
2681                 return 0;
2682         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
2683         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2684         VM_BUG_ON(!mm);
2685         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2686                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2687 }
2688
2689 static void
2690 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2691                                         enum charge_type ctype);
2692
2693 static void
2694 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2695                                         enum charge_type ctype)
2696 {
2697         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2698         struct zone *zone = page_zone(page);
2699         unsigned long flags;
2700         bool removed = false;
2701
2702         /*
2703          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2704          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2705          * LRU. Take care of it.
2706          */
2707         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
2708         if (PageLRU(page)) {
2709                 del_page_from_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2710                 ClearPageLRU(page);
2711                 removed = true;
2712         }
2713         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
2714         if (removed) {
2715                 add_page_to_lru_list(zone, page, page_lru(page));
2716                 SetPageLRU(page);
2717         }
2718         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
2719         return;
2720 }
2721
2722 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2723                                 gfp_t gfp_mask)
2724 {
2725         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2726         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
2727         int ret;
2728
2729         if (mem_cgroup_disabled())
2730                 return 0;
2731         if (PageCompound(page))
2732                 return 0;
2733
2734         if (unlikely(!mm))
2735                 mm = &init_mm;
2736         if (!page_is_file_cache(page))
2737                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
2738
2739         if (!PageSwapCache(page)) {
2740                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask, type);
2741                 WARN_ON_ONCE(PageLRU(page));
2742         } else { /* page is swapcache/shmem */
2743                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &memcg);
2744                 if (!ret)
2745                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg, type);
2746         }
2747         return ret;
2748 }
2749
2750 /*
2751  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2752  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2753  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2754  * "commit()" or removed by "cancel()"
2755  */
2756 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2757                                  struct page *page,
2758                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **memcgp)
2759 {
2760         struct mem_cgroup *memcg;
2761         int ret;
2762
2763         *memcgp = NULL;
2764
2765         if (mem_cgroup_disabled())
2766                 return 0;
2767
2768         if (!do_swap_account)
2769                 goto charge_cur_mm;
2770         /*
2771          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2772          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2773          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2774          * KSM case which does need to charge the page.
2775          */
2776         if (!PageSwapCache(page))
2777                 goto charge_cur_mm;
2778         memcg = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2779         if (!memcg)
2780                 goto charge_cur_mm;
2781         *memcgp = memcg;
2782         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, memcgp, true);
2783         css_put(&memcg->css);
2784         return ret;
2785 charge_cur_mm:
2786         if (unlikely(!mm))
2787                 mm = &init_mm;
2788         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, memcgp, true);
2789 }
2790
2791 static void
2792 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *memcg,
2793                                         enum charge_type ctype)
2794 {
2795         if (mem_cgroup_disabled())
2796                 return;
2797         if (!memcg)
2798                 return;
2799         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
2800
2801         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, memcg, ctype);
2802         /*
2803          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2804          * counted both as mem and swap....double count.
2805          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2806          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2807          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2808          */
2809         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2810                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2811                 struct mem_cgroup *swap_memcg;
2812                 unsigned short id;
2813
2814                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2815                 rcu_read_lock();
2816                 swap_memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2817                 if (swap_memcg) {
2818                         /*
2819                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2820                          * calling css_tryget
2821                          */
2822                         if (!mem_cgroup_is_root(swap_memcg))
2823                                 res_counter_uncharge(&swap_memcg->memsw,
2824                                                      PAGE_SIZE);
2825                         mem_cgroup_swap_statistics(swap_memcg, false);
2826                         mem_cgroup_put(swap_memcg);
2827                 }
2828                 rcu_read_unlock();
2829         }
2830         /*
2831          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2832          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2833          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2834          */
2835         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
2836 }
2837
2838 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page,
2839                                      struct mem_cgroup *memcg)
2840 {
2841         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, memcg,
2842                                           MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2843 }
2844
2845 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *memcg)
2846 {
2847         if (mem_cgroup_disabled())
2848                 return;
2849         if (!memcg)
2850                 return;
2851         __mem_cgroup_cancel_charge(memcg, 1);
2852 }
2853
2854 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *memcg,
2855                                    unsigned int nr_pages,
2856                                    const enum charge_type ctype)
2857 {
2858         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2859         bool uncharge_memsw = true;
2860
2861         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2862         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2863                 uncharge_memsw = false;
2864
2865         batch = &current->memcg_batch;
2866         /*
2867          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2868          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2869          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2870          */
2871         if (!batch->memcg)
2872                 batch->memcg = memcg;
2873         /*
2874          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2875          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2876          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2877          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2878          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2879          */
2880
2881         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2882                 goto direct_uncharge;
2883
2884         if (nr_pages > 1)
2885                 goto direct_uncharge;
2886
2887         /*
2888          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2889          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2890          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2891          */
2892         if (batch->memcg != memcg)
2893                 goto direct_uncharge;
2894         /* remember freed charge and uncharge it later */
2895         batch->nr_pages++;
2896         if (uncharge_memsw)
2897                 batch->memsw_nr_pages++;
2898         return;
2899 direct_uncharge:
2900         res_counter_uncharge(&memcg->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2901         if (uncharge_memsw)
2902                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2903         if (unlikely(batch->memcg != memcg))
2904                 memcg_oom_recover(memcg);
2905         return;
2906 }
2907
2908 /*
2909  * uncharge if !page_mapped(page)
2910  */
2911 static struct mem_cgroup *
2912 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
2913 {
2914         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
2915         unsigned int nr_pages = 1;
2916         struct page_cgroup *pc;
2917
2918         if (mem_cgroup_disabled())
2919                 return NULL;
2920
2921         if (PageSwapCache(page))
2922                 return NULL;
2923
2924         if (PageTransHuge(page)) {
2925                 nr_pages <<= compound_order(page);
2926                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2927         }
2928         /*
2929          * Check if our page_cgroup is valid
2930          */
2931         pc = lookup_page_cgroup(page);
2932         if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
2933                 return NULL;
2934
2935         lock_page_cgroup(pc);
2936
2937         memcg = pc->mem_cgroup;
2938
2939         if (!PageCgroupUsed(pc))
2940                 goto unlock_out;
2941
2942         switch (ctype) {
2943         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2944         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
2945                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
2946                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
2947                         goto unlock_out;
2948                 break;
2949         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
2950                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
2951                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
2952                                 goto unlock_out;
2953                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
2954                                 goto unlock_out;
2955                 break;
2956         default:
2957                 break;
2958         }
2959
2960         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2961
2962         ClearPageCgroupUsed(pc);
2963         /*
2964          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
2965          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
2966          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
2967          * special functions.
2968          */
2969
2970         unlock_page_cgroup(pc);
2971         /*
2972          * even after unlock, we have memcg->res.usage here and this memcg
2973          * will never be freed.
2974          */
2975         memcg_check_events(memcg, page);
2976         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
2977                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, true);
2978                 mem_cgroup_get(memcg);
2979         }
2980         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2981                 mem_cgroup_do_uncharge(memcg, nr_pages, ctype);
2982
2983         return memcg;
2984
2985 unlock_out:
2986         unlock_page_cgroup(pc);
2987         return NULL;
2988 }
2989
2990 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
2991 {
2992         /* early check. */
2993         if (page_mapped(page))
2994                 return;
2995         VM_BUG_ON(page->mapping && !PageAnon(page));
2996         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2997 }
2998
2999 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3000 {
3001         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3002         VM_BUG_ON(page->mapping);
3003         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3004 }
3005
3006 /*
3007  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3008  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3009  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3010  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3011  * This may be called prural(2) times in a context,
3012  */
3013
3014 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3015 {
3016         current->memcg_batch.do_batch++;
3017         /* We can do nest. */
3018         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3019                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3020                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3021                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3022         }
3023 }
3024
3025 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3026 {
3027         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3028
3029         if (!batch->do_batch)
3030                 return;
3031
3032         batch->do_batch--;
3033         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3034                 return;
3035
3036         if (!batch->memcg)
3037                 return;
3038         /*
3039          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3040          * bacause we hide charges behind us.
3041          */
3042         if (batch->nr_pages)
3043                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3044                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3045         if (batch->memsw_nr_pages)
3046                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3047                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3048         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3049         /* forget this pointer (for sanity check) */
3050         batch->memcg = NULL;
3051 }
3052
3053 /*
3054  * A function for resetting pc->mem_cgroup for newly allocated pages.
3055  * This function should be called if the newpage will be added to LRU
3056  * before start accounting.
3057  */
3058 void mem_cgroup_reset_owner(struct page *newpage)
3059 {
3060         struct page_cgroup *pc;
3061
3062         if (mem_cgroup_disabled())
3063                 return;
3064
3065         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3066         VM_BUG_ON(PageCgroupUsed(pc));
3067         pc->mem_cgroup = root_mem_cgroup;
3068 }
3069
3070 #ifdef CONFIG_SWAP
3071 /*
3072  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3073  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3074  */
3075 void
3076 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3077 {
3078         struct mem_cgroup *memcg;
3079         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3080
3081         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3082                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3083
3084         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3085
3086         /*
3087          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3088          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3089          */
3090         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3091                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3092 }
3093 #endif
3094
3095 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3096 /*
3097  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3098  * uncharge "memsw" account.
3099  */
3100 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3101 {
3102         struct mem_cgroup *memcg;
3103         unsigned short id;
3104
3105         if (!do_swap_account)
3106                 return;
3107
3108         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3109         rcu_read_lock();
3110         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3111         if (memcg) {
3112                 /*
3113                  * We uncharge this because swap is freed.
3114                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3115                  */
3116                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3117                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3118                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3119                 mem_cgroup_put(memcg);
3120         }
3121         rcu_read_unlock();
3122 }
3123
3124 /**
3125  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3126  * @entry: swap entry to be moved
3127  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3128  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3129  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3130  *
3131  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3132  * as the mem_cgroup's id of @from.
3133  *
3134  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3135  *
3136  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3137  * both res and memsw, and called css_get().
3138  */
3139 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3140                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3141 {
3142         unsigned short old_id, new_id;
3143
3144         old_id = css_id(&from->css);
3145         new_id = css_id(&to->css);
3146
3147         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3148                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3149                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3150                 /*
3151                  * This function is only called from task migration context now.
3152                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3153                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3154                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3155                  * because if the process that has been moved to @to does
3156                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3157                  */
3158                 mem_cgroup_get(to);
3159                 if (need_fixup) {
3160                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3161                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3162                         mem_cgroup_put(from);
3163                         /*
3164                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3165                          * uncharge to->res.
3166                          */
3167                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3168                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3169                 }
3170                 return 0;
3171         }
3172         return -EINVAL;
3173 }
3174 #else
3175 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3176                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3177 {
3178         return -EINVAL;
3179 }
3180 #endif
3181
3182 /*
3183  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3184  * page belongs to.
3185  */
3186 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3187         struct page *newpage, struct mem_cgroup **memcgp, gfp_t gfp_mask)
3188 {
3189         struct mem_cgroup *memcg = NULL;
3190         struct page_cgroup *pc;
3191         enum charge_type ctype;
3192         int ret = 0;
3193
3194         *memcgp = NULL;
3195
3196         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3197         if (mem_cgroup_disabled())
3198                 return 0;
3199
3200         pc = lookup_page_cgroup(page);
3201         lock_page_cgroup(pc);
3202         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3203                 memcg = pc->mem_cgroup;
3204                 css_get(&memcg->css);
3205                 /*
3206                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3207                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3208                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3209                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3210                  * until end_migration() is called
3211                  *
3212                  * Corner Case Thinking
3213                  * A)
3214                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3215                  * while migration was ongoing.
3216                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3217                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3218                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3219                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3220                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3221                  *
3222                  * B)
3223                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3224                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3225                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3226                  * without charging it again.
3227                  *
3228                  * C)
3229                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3230                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3231                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3232                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3233                  */
3234                 if (PageAnon(page))
3235                         SetPageCgroupMigration(pc);
3236         }
3237         unlock_page_cgroup(pc);
3238         /*
3239          * If the page is not charged at this point,
3240          * we return here.
3241          */
3242         if (!memcg)
3243                 return 0;
3244
3245         *memcgp = memcg;
3246         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, memcgp, false);
3247         css_put(&memcg->css);/* drop extra refcnt */
3248         if (ret || *memcgp == NULL) {
3249                 if (PageAnon(page)) {
3250                         lock_page_cgroup(pc);
3251                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3252                         unlock_page_cgroup(pc);
3253                         /*
3254                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3255                          */
3256                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3257                 }
3258                 return -ENOMEM;
3259         }
3260         /*
3261          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3262          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3263          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3264          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3265          */
3266         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3267         if (PageAnon(page))
3268                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3269         else if (page_is_file_cache(page))
3270                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3271         else
3272                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3273         __mem_cgroup_commit_charge(memcg, page, 1, pc, ctype);
3274         return ret;
3275 }
3276
3277 /* remove redundant charge if migration failed*/
3278 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *memcg,
3279         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3280 {
3281         struct page *used, *unused;
3282         struct page_cgroup *pc;
3283
3284         if (!memcg)
3285                 return;
3286         /* blocks rmdir() */
3287         cgroup_exclude_rmdir(&memcg->css);
3288         if (!migration_ok) {
3289                 used = oldpage;
3290                 unused = newpage;
3291         } else {
3292                 used = newpage;
3293                 unused = oldpage;
3294         }
3295         /*
3296          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3297          * of the page goes down to zero, temporarly.
3298          * Clear the flag and check the page should be charged.
3299          */
3300         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3301         lock_page_cgroup(pc);
3302         ClearPageCgroupMigration(pc);
3303         unlock_page_cgroup(pc);
3304
3305         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3306
3307         /*
3308          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3309          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3310          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3311          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3312          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3313          * check. (see prepare_charge() also)
3314          */
3315         if (PageAnon(used))
3316                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3317         /*
3318          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3319          * tasks.
3320          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3321          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3322          */
3323         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&memcg->css);
3324 }
3325
3326 /*
3327  * At replace page cache, newpage is not under any memcg but it's on
3328  * LRU. So, this function doesn't touch res_counter but handles LRU
3329  * in correct way. Both pages are locked so we cannot race with uncharge.
3330  */
3331 void mem_cgroup_replace_page_cache(struct page *oldpage,
3332                                   struct page *newpage)
3333 {
3334         struct mem_cgroup *memcg;
3335         struct page_cgroup *pc;
3336         enum charge_type type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3337
3338         if (mem_cgroup_disabled())
3339                 return;
3340
3341         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3342         /* fix accounting on old pages */
3343         lock_page_cgroup(pc);
3344         memcg = pc->mem_cgroup;
3345         mem_cgroup_charge_statistics(memcg, PageCgroupCache(pc), -1);
3346         ClearPageCgroupUsed(pc);
3347         unlock_page_cgroup(pc);
3348
3349         if (PageSwapBacked(oldpage))
3350                 type = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3351
3352         /*
3353          * Even if newpage->mapping was NULL before starting replacement,
3354          * the newpage may be on LRU(or pagevec for LRU) already. We lock
3355          * LRU while we overwrite pc->mem_cgroup.
3356          */
3357         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(newpage, memcg, type);
3358 }
3359
3360 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3361 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3362 {
3363         struct page_cgroup *pc;
3364
3365         pc = lookup_page_cgroup(page);
3366         /*
3367          * Can be NULL while feeding pages into the page allocator for
3368          * the first time, i.e. during boot or memory hotplug;
3369          * or when mem_cgroup_disabled().
3370          */
3371         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3372                 return pc;
3373         return NULL;
3374 }
3375
3376 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3377 {
3378         if (mem_cgroup_disabled())
3379                 return false;
3380
3381         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3382 }
3383
3384 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3385 {
3386         struct page_cgroup *pc;
3387
3388         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3389         if (pc) {
3390                 int ret = -1;
3391                 char *path;
3392
3393                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3394                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3395
3396                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3397                 if (path) {
3398                         rcu_read_lock();
3399                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3400                                                         path, PATH_MAX);
3401                         rcu_read_unlock();
3402                 }
3403
3404                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3405                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3406                 kfree(path);
3407         }
3408 }
3409 #endif
3410
3411 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3412
3413 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3414                                 unsigned long long val)
3415 {
3416         int retry_count;
3417         u64 memswlimit, memlimit;
3418         int ret = 0;
3419         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3420         u64 curusage, oldusage;
3421         int enlarge;
3422
3423         /*
3424          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3425          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3426          * of # of children which we should visit in this loop.
3427          */
3428         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3429
3430         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3431
3432         enlarge = 0;
3433         while (retry_count) {
3434                 if (signal_pending(current)) {
3435                         ret = -EINTR;
3436                         break;
3437                 }
3438                 /*
3439                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3440                  * open coded manner. You see what this really does.
3441                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3442                  */
3443                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3444                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3445                 if (memswlimit < val) {
3446                         ret = -EINVAL;
3447                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3448                         break;
3449                 }
3450
3451                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3452                 if (memlimit < val)
3453                         enlarge = 1;
3454
3455                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3456                 if (!ret) {
3457                         if (memswlimit == val)
3458                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3459                         else
3460                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3461                 }
3462                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3463
3464                 if (!ret)
3465                         break;
3466
3467                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3468                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3469                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3470                 /* Usage is reduced ? */
3471                 if (curusage >= oldusage)
3472                         retry_count--;
3473                 else
3474                         oldusage = curusage;
3475         }
3476         if (!ret && enlarge)
3477                 memcg_oom_recover(memcg);
3478
3479         return ret;
3480 }
3481
3482 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3483                                         unsigned long long val)
3484 {
3485         int retry_count;
3486         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3487         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3488         int ret = -EBUSY;
3489         int enlarge = 0;
3490
3491         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3492         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3493         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3494         while (retry_count) {
3495                 if (signal_pending(current)) {
3496                         ret = -EINTR;
3497                         break;
3498                 }
3499                 /*
3500                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3501                  * open coded manner. You see what this really does.
3502                  * We have to guarantee memcg->res.limit < memcg->memsw.limit.
3503                  */
3504                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3505                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3506                 if (memlimit > val) {
3507                         ret = -EINVAL;
3508                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3509                         break;
3510                 }
3511                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3512                 if (memswlimit < val)
3513                         enlarge = 1;
3514                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3515                 if (!ret) {
3516                         if (memlimit == val)
3517                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3518                         else
3519                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3520                 }
3521                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3522
3523                 if (!ret)
3524                         break;
3525
3526                 mem_cgroup_reclaim(memcg, GFP_KERNEL,
3527                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3528                                    MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK);
3529                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3530                 /* Usage is reduced ? */
3531                 if (curusage >= oldusage)
3532                         retry_count--;
3533                 else
3534                         oldusage = curusage;
3535         }
3536         if (!ret && enlarge)
3537                 memcg_oom_recover(memcg);
3538         return ret;
3539 }
3540
3541 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3542                                             gfp_t gfp_mask,
3543                                             unsigned long *total_scanned)
3544 {
3545         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3546         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3547         unsigned long reclaimed;
3548         int loop = 0;
3549         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3550         unsigned long long excess;
3551         unsigned long nr_scanned;
3552
3553         if (order > 0)
3554                 return 0;
3555
3556         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3557         /*
3558          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3559          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3560          * pressure
3561          */
3562         do {
3563                 if (next_mz)
3564                         mz = next_mz;
3565                 else
3566                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3567                 if (!mz)
3568                         break;
3569
3570                 nr_scanned = 0;
3571                 reclaimed = mem_cgroup_soft_reclaim(mz->mem, zone,
3572                                                     gfp_mask, &nr_scanned);
3573                 nr_reclaimed += reclaimed;
3574                 *total_scanned += nr_scanned;
3575                 spin_lock(&mctz->lock);
3576
3577                 /*
3578                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3579                  * it is time to move on to the next cgroup
3580                  */
3581                 next_mz = NULL;
3582                 if (!reclaimed) {
3583                         do {
3584                                 /*
3585                                  * Loop until we find yet another one.
3586                                  *
3587                                  * By the time we get the soft_limit lock
3588                                  * again, someone might have aded the
3589                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3590                                  * make sure we get a different mem.
3591                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3592                                  * NULL if no other cgroup is present on
3593                                  * the tree
3594                                  */
3595                                 next_mz =
3596                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3597                                 if (next_mz == mz)
3598                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3599                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3600                                         break;
3601                         } while (1);
3602                 }
3603                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3604                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3605                 /*
3606                  * One school of thought says that we should not add
3607                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3608                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3609                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3610                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3611                  * term TODO.
3612                  */
3613                 /* If excess == 0, no tree ops */
3614                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3615                 spin_unlock(&mctz->lock);
3616                 css_put(&mz->mem->css);
3617                 loop++;
3618                 /*
3619                  * Could not reclaim anything and there are no more
3620                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3621                  * reclaiming anything.
3622                  */
3623                 if (!nr_reclaimed &&
3624                         (next_mz == NULL ||
3625                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3626                         break;
3627         } while (!nr_reclaimed);
3628         if (next_mz)
3629                 css_put(&next_mz->mem->css);
3630         return nr_reclaimed;
3631 }
3632
3633 /*
3634  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3635  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3636  */
3637 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *memcg,
3638                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3639 {
3640         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3641         unsigned long flags, loop;
3642         struct list_head *list;
3643         struct page *busy;
3644         struct zone *zone;
3645         int ret = 0;
3646
3647         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3648         mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, node, zid);
3649         list = &mz->lruvec.lists[lru];
3650
3651         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3652         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3653         loop += 256;
3654         busy = NULL;
3655         while (loop--) {
3656                 struct page_cgroup *pc;
3657                 struct page *page;
3658
3659                 ret = 0;
3660                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3661                 if (list_empty(list)) {
3662                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3663                         break;
3664                 }
3665                 page = list_entry(list->prev, struct page, lru);
3666                 if (busy == page) {
3667                         list_move(&page->lru, list);
3668                         busy = NULL;
3669                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3670                         continue;
3671                 }
3672                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3673
3674                 pc = lookup_page_cgroup(page);
3675
3676                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, memcg, GFP_KERNEL);
3677                 if (ret == -ENOMEM)
3678                         break;
3679
3680                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3681                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3682                         busy = page;
3683                         cond_resched();
3684                 } else
3685                         busy = NULL;
3686         }
3687
3688         if (!ret && !list_empty(list))
3689                 return -EBUSY;
3690         return ret;
3691 }
3692
3693 /*
3694  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3695  * This enables deleting this mem_cgroup.
3696  */
3697 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *memcg, bool free_all)
3698 {
3699         int ret;
3700         int node, zid, shrink;
3701         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3702         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
3703
3704         css_get(&memcg->css);
3705
3706         shrink = 0;
3707         /* should free all ? */
3708         if (free_all)
3709                 goto try_to_free;
3710 move_account:
3711         do {
3712                 ret = -EBUSY;
3713                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3714                         goto out;
3715                 ret = -EINTR;
3716                 if (signal_pending(current))
3717                         goto out;
3718                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3719                 lru_add_drain_all();
3720                 drain_all_stock_sync(memcg);
3721                 ret = 0;
3722                 mem_cgroup_start_move(memcg);
3723                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3724                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3725                                 enum lru_list l;
3726                                 for_each_lru(l) {
3727                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(memcg,
3728                                                         node, zid, l);
3729                                         if (ret)
3730                                                 break;
3731                                 }
3732                         }
3733                         if (ret)
3734                                 break;
3735                 }
3736                 mem_cgroup_end_move(memcg);
3737                 memcg_oom_recover(memcg);
3738                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3739                 if (ret == -ENOMEM)
3740                         goto try_to_free;
3741                 cond_resched();
3742         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3743         } while (memcg->res.usage > 0 || ret);
3744 out:
3745         css_put(&memcg->css);
3746         return ret;
3747
3748 try_to_free:
3749         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3750         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3751                 ret = -EBUSY;
3752                 goto out;
3753         }
3754         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3755         lru_add_drain_all();
3756         /* try to free all pages in this cgroup */
3757         shrink = 1;
3758         while (nr_retries && memcg->res.usage > 0) {
3759                 int progress;
3760
3761                 if (signal_pending(current)) {
3762                         ret = -EINTR;
3763                         goto out;
3764                 }
3765                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(memcg, GFP_KERNEL,
3766                                                 false);
3767                 if (!progress) {
3768                         nr_retries--;
3769                         /* maybe some writeback is necessary */
3770                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3771                 }
3772
3773         }
3774         lru_add_drain();
3775         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3776         goto move_account;
3777 }
3778
3779 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3780 {
3781         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3782 }
3783
3784
3785 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3786 {
3787         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3788 }
3789
3790 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3791                                         u64 val)
3792 {
3793         int retval = 0;
3794         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3795         struct cgroup *parent = cont->parent;
3796         struct mem_cgroup *parent_memcg = NULL;
3797
3798         if (parent)
3799                 parent_memcg = mem_cgroup_from_cont(parent);
3800
3801         cgroup_lock();
3802         /*
3803          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3804          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3805          * occur, provided the current cgroup has no children.
3806          *
3807          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3808          * set if there are no children.
3809          */
3810         if ((!parent_memcg || !parent_memcg->use_hierarchy) &&
3811                                 (val == 1 || val == 0)) {
3812                 if (list_empty(&cont->children))
3813                         memcg->use_hierarchy = val;
3814                 else
3815                         retval = -EBUSY;
3816         } else
3817                 retval = -EINVAL;
3818         cgroup_unlock();
3819
3820         return retval;
3821 }
3822
3823
3824 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *memcg,
3825                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3826 {
3827         struct mem_cgroup *iter;
3828         long val = 0;
3829
3830         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3831         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
3832                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3833
3834         if (val < 0) /* race ? */
3835                 val = 0;
3836         return val;
3837 }
3838
3839 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
3840 {
3841         u64 val;
3842
3843         if (!mem_cgroup_is_root(memcg)) {
3844                 if (!swap)
3845                         return res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3846                 else
3847                         return res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3848         }
3849
3850         val = mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3851         val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3852
3853         if (swap)
3854                 val += mem_cgroup_recursive_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3855
3856         return val << PAGE_SHIFT;
3857 }
3858
3859 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3860 {
3861         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3862         u64 val;
3863         int type, name;
3864
3865         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3866         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3867         switch (type) {
3868         case _MEM:
3869                 if (name == RES_USAGE)
3870                         val = mem_cgroup_usage(memcg, false);
3871                 else
3872                         val = res_counter_read_u64(&memcg->res, name);
3873                 break;
3874         case _MEMSWAP:
3875                 if (name == RES_USAGE)
3876                         val = mem_cgroup_usage(memcg, true);
3877                 else
3878                         val = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, name);
3879                 break;
3880         default:
3881                 BUG();
3882                 break;
3883         }
3884         return val;
3885 }
3886 /*
3887  * The user of this function is...
3888  * RES_LIMIT.
3889  */
3890 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3891                             const char *buffer)
3892 {
3893         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3894         int type, name;
3895         unsigned long long val;
3896         int ret;
3897
3898         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3899         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3900         switch (name) {
3901         case RES_LIMIT:
3902                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3903                         ret = -EINVAL;
3904                         break;
3905                 }
3906                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3907                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3908                 if (ret)
3909                         break;
3910                 if (type == _MEM)
3911                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3912                 else
3913                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3914                 break;
3915         case RES_SOFT_LIMIT:
3916                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3917                 if (ret)
3918                         break;
3919                 /*
3920                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3921                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3922                  * control without swap
3923                  */
3924                 if (type == _MEM)
3925                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3926                 else
3927                         ret = -EINVAL;
3928                 break;
3929         default:
3930                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3931                 break;
3932         }
3933         return ret;
3934 }
3935
3936 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3937                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
3938 {
3939         struct cgroup *cgroup;
3940         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
3941
3942         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3943         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3944         cgroup = memcg->css.cgroup;
3945         if (!memcg->use_hierarchy)
3946                 goto out;
3947
3948         while (cgroup->parent) {
3949                 cgroup = cgroup->parent;
3950                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
3951                 if (!memcg->use_hierarchy)
3952                         break;
3953                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3954                 min_limit = min(min_limit, tmp);
3955                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3956                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
3957         }
3958 out:
3959         *mem_limit = min_limit;
3960         *memsw_limit = min_memsw_limit;
3961         return;
3962 }
3963
3964 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3965 {
3966         struct mem_cgroup *memcg;
3967         int type, name;
3968
3969         memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3970         type = MEMFILE_TYPE(event);
3971         name = MEMFILE_ATTR(event);
3972         switch (name) {
3973         case RES_MAX_USAGE:
3974                 if (type == _MEM)
3975                         res_counter_reset_max(&memcg->res);
3976                 else
3977                         res_counter_reset_max(&memcg->memsw);
3978                 break;
3979         case RES_FAILCNT:
3980                 if (type == _MEM)
3981                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->res);
3982                 else
3983                         res_counter_reset_failcnt(&memcg->memsw);
3984                 break;
3985         }
3986
3987         return 0;
3988 }
3989
3990 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
3991                                         struct cftype *cft)
3992 {
3993         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
3994 }
3995
3996 #ifdef CONFIG_MMU
3997 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
3998                                         struct cftype *cft, u64 val)
3999 {
4000         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4001
4002         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4003                 return -EINVAL;
4004         /*
4005          * We check this value several times in both in can_attach() and
4006          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4007          * inconsistent.
4008          */
4009         cgroup_lock();
4010         memcg->move_charge_at_immigrate = val;
4011         cgroup_unlock();
4012
4013         return 0;
4014 }
4015 #else
4016 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4017                                         struct cftype *cft, u64 val)
4018 {
4019         return -ENOSYS;
4020 }
4021 #endif
4022
4023
4024 /* For read statistics */
4025 enum {
4026         MCS_CACHE,
4027         MCS_RSS,
4028         MCS_FILE_MAPPED,
4029         MCS_PGPGIN,
4030         MCS_PGPGOUT,
4031         MCS_SWAP,
4032         MCS_PGFAULT,
4033         MCS_PGMAJFAULT,
4034         MCS_INACTIVE_ANON,
4035         MCS_ACTIVE_ANON,
4036         MCS_INACTIVE_FILE,
4037         MCS_ACTIVE_FILE,
4038         MCS_UNEVICTABLE,
4039         NR_MCS_STAT,
4040 };
4041
4042 struct mcs_total_stat {
4043         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4044 };
4045
4046 struct {
4047         char *local_name;
4048         char *total_name;
4049 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4050         {"cache", "total_cache"},
4051         {"rss", "total_rss"},
4052         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4053         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4054         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4055         {"swap", "total_swap"},
4056         {"pgfault", "total_pgfault"},
4057         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4058         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4059         {"active_anon", "total_active_anon"},
4060         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4061         {"active_file", "total_active_file"},
4062         {"unevictable", "total_unevictable"}
4063 };
4064
4065
4066 static void
4067 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4068 {
4069         s64 val;
4070
4071         /* per cpu stat */
4072         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4073         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4074         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4075         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4076         val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4077         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4078         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4079         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4080         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4081         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4082         if (do_swap_account) {
4083                 val = mem_cgroup_read_stat(memcg, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4084                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4085         }
4086         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4087         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4088         val = mem_cgroup_read_events(memcg, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4089         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4090
4091         /* per zone stat */
4092         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_ANON));
4093         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4094         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_ANON));
4095         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4096         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_INACTIVE_FILE));
4097         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4098         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_ACTIVE_FILE));
4099         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4100         val = mem_cgroup_nr_lru_pages(memcg, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4101         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4102 }
4103
4104 static void
4105 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *memcg, struct mcs_total_stat *s)
4106 {
4107         struct mem_cgroup *iter;
4108
4109         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4110                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4111 }
4112
4113 #ifdef CONFIG_NUMA
4114 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4115 {
4116         int nid;
4117         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4118         unsigned long node_nr;
4119         struct cgroup *cont = m->private;
4120         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4121
4122         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL);
4123         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4124         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4125                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid, LRU_ALL);
4126                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4127         }
4128         seq_putc(m, '\n');
4129
4130         file_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_FILE);
4131         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4132         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4133                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4134                                 LRU_ALL_FILE);
4135                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4136         }
4137         seq_putc(m, '\n');
4138
4139         anon_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, LRU_ALL_ANON);
4140         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4141         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4142                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4143                                 LRU_ALL_ANON);
4144                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4145         }
4146         seq_putc(m, '\n');
4147
4148         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont, BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4149         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4150         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4151                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid,
4152                                 BIT(LRU_UNEVICTABLE));
4153                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4154         }
4155         seq_putc(m, '\n');
4156         return 0;
4157 }
4158 #endif /* CONFIG_NUMA */
4159
4160 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4161                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4162 {
4163         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4164         struct mcs_total_stat mystat;
4165         int i;
4166
4167         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4168         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4169
4170
4171         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4172                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4173                         continue;
4174                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4175         }
4176
4177         /* Hierarchical information */
4178         {
4179                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4180                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4181                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4182                 if (do_swap_account)
4183                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4184         }
4185
4186         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4187         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4188         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4189                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4190                         continue;
4191                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4192         }
4193
4194 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4195         {
4196                 int nid, zid;
4197                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4198                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4199                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4200
4201                 for_each_online_node(nid)
4202                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4203                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4204
4205                                 recent_rotated[0] +=
4206                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4207                                 recent_rotated[1] +=
4208                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4209                                 recent_scanned[0] +=
4210                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4211                                 recent_scanned[1] +=
4212                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4213                         }
4214                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4215                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4216                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4217                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4218         }
4219 #endif
4220
4221         return 0;
4222 }
4223
4224 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4225 {
4226         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4227
4228         return mem_cgroup_swappiness(memcg);
4229 }
4230
4231 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4232                                        u64 val)
4233 {
4234         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4235         struct mem_cgroup *parent;
4236
4237         if (val > 100)
4238                 return -EINVAL;
4239
4240         if (cgrp->parent == NULL)
4241                 return -EINVAL;
4242
4243         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4244
4245         cgroup_lock();
4246
4247         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4248         if ((parent->use_hierarchy) ||
4249             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4250                 cgroup_unlock();
4251                 return -EINVAL;
4252         }
4253
4254         memcg->swappiness = val;
4255
4256         cgroup_unlock();
4257
4258         return 0;
4259 }
4260
4261 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4262 {
4263         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4264         u64 usage;
4265         int i;
4266
4267         rcu_read_lock();
4268         if (!swap)
4269                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4270         else
4271                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4272
4273         if (!t)
4274                 goto unlock;
4275
4276         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4277
4278         /*
4279          * current_threshold points to threshold just below usage.
4280          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4281          * call of __mem_cgroup_threshold().
4282          */
4283         i = t->current_threshold;
4284
4285         /*
4286          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4287          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4288          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4289          * only one element of the array here.
4290          */
4291         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4292                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4293
4294         /* i = current_threshold + 1 */
4295         i++;
4296
4297         /*
4298          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4299          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4300          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4301          * only one element of the array here.
4302          */
4303         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4304                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4305
4306         /* Update current_threshold */
4307         t->current_threshold = i - 1;
4308 unlock:
4309         rcu_read_unlock();
4310 }
4311
4312 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4313 {
4314         while (memcg) {
4315                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4316                 if (do_swap_account)
4317                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4318
4319                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4320         }
4321 }
4322
4323 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4324 {
4325         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4326         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4327
4328         return _a->threshold - _b->threshold;
4329 }
4330
4331 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *memcg)
4332 {
4333         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4334
4335         list_for_each_entry(ev, &memcg->oom_notify, list)
4336                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4337         return 0;
4338 }
4339
4340 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *memcg)
4341 {
4342         struct mem_cgroup *iter;
4343
4344         for_each_mem_cgroup_tree(iter, memcg)
4345                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4346 }
4347
4348 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4349         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4350 {
4351         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4352         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4353         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4354         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4355         u64 threshold, usage;
4356         int i, size, ret;
4357
4358         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4359         if (ret)
4360                 return ret;
4361
4362         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4363
4364         if (type == _MEM)
4365                 thresholds = &memcg->thresholds;
4366         else if (type == _MEMSWAP)
4367                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4368         else
4369                 BUG();
4370
4371         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4372
4373         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4374         if (thresholds->primary)
4375                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4376
4377         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4378
4379         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4380         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4381                         GFP_KERNEL);
4382         if (!new) {
4383                 ret = -ENOMEM;
4384                 goto unlock;
4385         }
4386         new->size = size;
4387
4388         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4389         if (thresholds->primary) {
4390                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4391                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4392         }
4393
4394         /* Add new threshold */
4395         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4396         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4397
4398         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4399         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4400                         compare_thresholds, NULL);
4401
4402         /* Find current threshold */
4403         new->current_threshold = -1;
4404         for (i = 0; i < size; i++) {
4405                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4406                         /*
4407                          * new->current_threshold will not be used until
4408                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4409                          * it here.
4410                          */
4411                         ++new->current_threshold;
4412                 }
4413         }
4414
4415         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4416         kfree(thresholds->spare);
4417         thresholds->spare = thresholds->primary;
4418
4419         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4420
4421         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4422         synchronize_rcu();
4423
4424 unlock:
4425         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4426
4427         return ret;
4428 }
4429
4430 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4431         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4432 {
4433         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4434         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4435         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4436         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4437         u64 usage;
4438         int i, j, size;
4439
4440         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4441         if (type == _MEM)
4442                 thresholds = &memcg->thresholds;
4443         else if (type == _MEMSWAP)
4444                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4445         else
4446                 BUG();
4447
4448         /*
4449          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4450          * if we don't have thresholds
4451          */
4452         BUG_ON(!thresholds);
4453
4454         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4455
4456         /* Check if a threshold crossed before removing */
4457         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4458
4459         /* Calculate new number of threshold */
4460         size = 0;
4461         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4462                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4463                         size++;
4464         }
4465
4466         new = thresholds->spare;
4467
4468         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4469         if (!size) {
4470                 kfree(new);
4471                 new = NULL;
4472                 goto swap_buffers;
4473         }
4474
4475         new->size = size;
4476
4477         /* Copy thresholds and find current threshold */
4478         new->current_threshold = -1;
4479         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4480                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4481                         continue;
4482
4483                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4484                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4485                         /*
4486                          * new->current_threshold will not be used
4487                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4488                          * it here.
4489                          */
4490                         ++new->current_threshold;
4491                 }
4492                 j++;
4493         }
4494
4495 swap_buffers:
4496         /* Swap primary and spare array */
4497         thresholds->spare = thresholds->primary;
4498         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4499
4500         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4501         synchronize_rcu();
4502
4503         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4504 }
4505
4506 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4507         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4508 {
4509         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4510         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4511         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4512
4513         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4514         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4515         if (!event)
4516                 return -ENOMEM;
4517
4518         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4519
4520         event->eventfd = eventfd;
4521         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4522
4523         /* already in OOM ? */
4524         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4525                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4526         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4527
4528         return 0;
4529 }
4530
4531 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4532         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4533 {
4534         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4535         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4536         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4537
4538         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4539
4540         spin_lock(&memcg_oom_lock);
4541
4542         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &memcg->oom_notify, list) {
4543                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4544                         list_del(&ev->list);
4545                         kfree(ev);
4546                 }
4547         }
4548
4549         spin_unlock(&memcg_oom_lock);
4550 }
4551
4552 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4553         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4554 {
4555         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4556
4557         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", memcg->oom_kill_disable);
4558
4559         if (atomic_read(&memcg->under_oom))
4560                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4561         else
4562                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4563         return 0;
4564 }
4565
4566 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4567         struct cftype *cft, u64 val)
4568 {
4569         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4570         struct mem_cgroup *parent;
4571
4572         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4573         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4574                 return -EINVAL;
4575
4576         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4577
4578         cgroup_lock();
4579         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4580         if ((parent->use_hierarchy) ||
4581             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4582                 cgroup_unlock();
4583                 return -EINVAL;
4584         }
4585         memcg->oom_kill_disable = val;
4586         if (!val)
4587                 memcg_oom_recover(memcg);
4588         cgroup_unlock();
4589         return 0;
4590 }
4591
4592 #ifdef CONFIG_NUMA
4593 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4594         .read = seq_read,
4595         .llseek = seq_lseek,
4596         .release = single_release,
4597 };
4598
4599 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4600 {
4601         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4602
4603         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4604         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4605 }
4606 #endif /* CONFIG_NUMA */
4607
4608 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_KMEM
4609 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4610 {
4611         /*
4612          * Part of this would be better living in a separate allocation
4613          * function, leaving us with just the cgroup tree population work.
4614          * We, however, depend on state such as network's proto_list that
4615          * is only initialized after cgroup creation. I found the less
4616          * cumbersome way to deal with it to defer it all to populate time
4617          */
4618         return mem_cgroup_sockets_init(cont, ss);
4619 };
4620
4621 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4622                                 struct cgroup *cont)
4623 {
4624         mem_cgroup_sockets_destroy(cont, ss);
4625 }
4626 #else
4627 static int register_kmem_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4628 {
4629         return 0;
4630 }
4631
4632 static void kmem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4633                                 struct cgroup *cont)
4634 {
4635 }
4636 #endif
4637
4638 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4639         {
4640                 .name = "usage_in_bytes",
4641                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4642                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4643                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4644                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4645         },
4646         {
4647                 .name = "max_usage_in_bytes",
4648                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4649                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4650                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4651         },
4652         {
4653                 .name = "limit_in_bytes",
4654                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4655                 .write_string = mem_cgroup_write,
4656                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4657         },
4658         {
4659                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4660                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4661                 .write_string = mem_cgroup_write,
4662                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4663         },
4664         {
4665                 .name = "failcnt",
4666                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4667                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4668                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4669         },
4670         {
4671                 .name = "stat",
4672                 .read_map = mem_control_stat_show,
4673         },
4674         {
4675                 .name = "force_empty",
4676                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4677         },
4678         {
4679                 .name = "use_hierarchy",
4680                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4681                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4682         },
4683         {
4684                 .name = "swappiness",
4685                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4686                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4687         },
4688         {
4689                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4690                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4691                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4692         },
4693         {
4694                 .name = "oom_control",
4695                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4696                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4697                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4698                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4699                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4700         },
4701 #ifdef CONFIG_NUMA
4702         {
4703                 .name = "numa_stat",
4704                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4705                 .mode = S_IRUGO,
4706         },
4707 #endif
4708 };
4709
4710 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4711 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4712         {
4713                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4714                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4715                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4716                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4717                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4718         },
4719         {
4720                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4721                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4722                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4723                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4724         },
4725         {
4726                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4727                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4728                 .write_string = mem_cgroup_write,
4729                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4730         },
4731         {
4732                 .name = "memsw.failcnt",
4733                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4734                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4735                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4736         },
4737 };
4738
4739 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4740 {
4741         if (!do_swap_account)
4742                 return 0;
4743         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4744                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4745 };
4746 #else
4747 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4748 {
4749         return 0;
4750 }
4751 #endif
4752
4753 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4754 {
4755         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4756         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4757         enum lru_list l;
4758         int zone, tmp = node;
4759         /*
4760          * This routine is called against possible nodes.
4761          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4762          *
4763          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4764          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4765          *       function.
4766          */
4767         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4768                 tmp = -1;
4769         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4770         if (!pn)
4771                 return 1;
4772
4773         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4774                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4775                 for_each_lru(l)
4776                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lruvec.lists[l]);
4777                 mz->usage_in_excess = 0;
4778                 mz->on_tree = false;
4779                 mz->mem = memcg;
4780         }
4781         memcg->info.nodeinfo[node] = pn;
4782         return 0;
4783 }
4784
4785 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *memcg, int node)
4786 {
4787         kfree(memcg->info.nodeinfo[node]);
4788 }
4789
4790 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4791 {
4792         struct mem_cgroup *mem;
4793         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4794
4795         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4796         if (size < PAGE_SIZE)
4797                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4798         else
4799                 mem = vzalloc(size);
4800
4801         if (!mem)
4802                 return NULL;
4803
4804         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4805         if (!mem->stat)
4806                 goto out_free;
4807         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4808         return mem;
4809
4810 out_free:
4811         if (size < PAGE_SIZE)
4812                 kfree(mem);
4813         else
4814                 vfree(mem);
4815         return NULL;
4816 }
4817
4818 /*
4819  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4820  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4821  *
4822  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4823  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4824  * it goes down to 0.
4825  *
4826  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4827  */
4828
4829 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *memcg)
4830 {
4831         int node;
4832
4833         mem_cgroup_remove_from_trees(memcg);
4834         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &memcg->css);
4835
4836         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4837                 free_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node);
4838
4839         free_percpu(memcg->stat);
4840         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4841                 kfree(memcg);
4842         else
4843                 vfree(memcg);
4844 }
4845
4846 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *memcg)
4847 {
4848         atomic_inc(&memcg->refcnt);
4849 }
4850
4851 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg, int count)
4852 {
4853         if (atomic_sub_and_test(count, &memcg->refcnt)) {
4854                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(memcg);
4855                 __mem_cgroup_free(memcg);
4856                 if (parent)
4857                         mem_cgroup_put(parent);
4858         }
4859 }
4860
4861 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *memcg)
4862 {
4863         __mem_cgroup_put(memcg, 1);
4864 }
4865
4866 /*
4867  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4868  */
4869 struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *memcg)
4870 {
4871         if (!memcg->res.parent)
4872                 return NULL;
4873         return mem_cgroup_from_res_counter(memcg->res.parent, res);
4874 }
4875 EXPORT_SYMBOL(parent_mem_cgroup);
4876
4877 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4878 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4879 {
4880         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4881                 do_swap_account = 1;
4882 }
4883 #else
4884 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4885 {
4886 }
4887 #endif
4888
4889 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4890 {
4891         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4892         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4893         int tmp, node, zone;
4894
4895         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4896                 tmp = node;
4897                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4898                         tmp = -1;
4899                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4900                 if (!rtpn)
4901                         goto err_cleanup;
4902
4903                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4904
4905                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4906                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4907                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4908                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4909                 }
4910         }
4911         return 0;
4912
4913 err_cleanup:
4914         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4915                 if (!soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node])
4916                         break;
4917                 kfree(soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node]);
4918                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = NULL;
4919         }
4920         return 1;
4921
4922 }
4923
4924 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4925 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4926 {
4927         struct mem_cgroup *memcg, *parent;
4928         long error = -ENOMEM;
4929         int node;
4930
4931         memcg = mem_cgroup_alloc();
4932         if (!memcg)
4933                 return ERR_PTR(error);
4934
4935         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4936                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(memcg, node))
4937                         goto free_out;
4938
4939         /* root ? */
4940         if (cont->parent == NULL) {
4941                 int cpu;
4942                 enable_swap_cgroup();
4943                 parent = NULL;
4944                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4945                         goto free_out;
4946                 root_mem_cgroup = memcg;
4947                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4948                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4949                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4950                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4951                 }
4952                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4953         } else {
4954                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4955                 memcg->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4956                 memcg->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4957         }
4958
4959         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4960                 res_counter_init(&memcg->res, &parent->res);
4961                 res_counter_init(&memcg->memsw, &parent->memsw);
4962                 /*
4963                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4964                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4965                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4966                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4967                  */
4968                 mem_cgroup_get(parent);
4969         } else {
4970                 res_counter_init(&memcg->res, NULL);
4971                 res_counter_init(&memcg->memsw, NULL);
4972         }
4973         memcg->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4974         INIT_LIST_HEAD(&memcg->oom_notify);
4975
4976         if (parent)
4977                 memcg->swappiness = mem_cgroup_swappiness(parent);
4978         atomic_set(&memcg->refcnt, 1);
4979         memcg->move_charge_at_immigrate = 0;
4980         mutex_init(&memcg->thresholds_lock);
4981         return &memcg->css;
4982 free_out:
4983         __mem_cgroup_free(memcg);
4984         return ERR_PTR(error);
4985 }
4986
4987 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4988                                         struct cgroup *cont)
4989 {
4990         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4991
4992         return mem_cgroup_force_empty(memcg, false);
4993 }
4994
4995 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
4996                                 struct cgroup *cont)
4997 {
4998         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
4999
5000         kmem_cgroup_destroy(ss, cont);
5001
5002         mem_cgroup_put(memcg);
5003 }
5004
5005 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5006                                 struct cgroup *cont)
5007 {
5008         int ret;
5009
5010         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5011                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5012
5013         if (!ret)
5014                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5015
5016         if (!ret)
5017                 ret = register_kmem_files(cont, ss);
5018
5019         return ret;
5020 }
5021
5022 #ifdef CONFIG_MMU
5023 /* Handlers for move charge at task migration. */
5024 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5025 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5026 {
5027         int ret = 0;
5028         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5029         struct mem_cgroup *memcg = mc.to;
5030
5031         if (mem_cgroup_is_root(memcg)) {
5032                 mc.precharge += count;
5033                 /* we don't need css_get for root */
5034                 return ret;
5035         }
5036         /* try to charge at once */
5037         if (count > 1) {
5038                 struct res_counter *dummy;
5039                 /*
5040                  * "memcg" cannot be under rmdir() because we've already checked
5041                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5042                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5043                  * css_get().
5044                  */
5045                 if (res_counter_charge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5046                         goto one_by_one;
5047                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&memcg->memsw,
5048                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5049                         res_counter_uncharge(&memcg->res, PAGE_SIZE * count);
5050                         goto one_by_one;
5051                 }
5052                 mc.precharge += count;
5053                 return ret;
5054         }
5055 one_by_one:
5056         /* fall back to one by one charge */
5057         while (count--) {
5058                 if (signal_pending(current)) {
5059                         ret = -EINTR;
5060                         break;
5061                 }
5062                 if (!batch_count--) {
5063                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5064                         cond_resched();
5065                 }
5066                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL,
5067                                         GFP_KERNEL, 1, &memcg, false);
5068                 if (ret || !memcg)
5069                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5070                         return -ENOMEM;
5071                 mc.precharge++;
5072         }
5073         return ret;
5074 }
5075
5076 /**
5077  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5078  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5079  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5080  * @ptent: the pte to be checked
5081  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5082  *
5083  * Returns
5084  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5085  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5086  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5087  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5088  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5089  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5090  *     in target->ent.
5091  *
5092  * Called with pte lock held.
5093  */
5094 union mc_target {
5095         struct page     *page;
5096         swp_entry_t     ent;
5097 };
5098
5099 enum mc_target_type {
5100         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5101         MC_TARGET_PAGE,
5102         MC_TARGET_SWAP,
5103 };
5104
5105 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5106                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5107 {
5108         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5109
5110         if (!page || !page_mapped(page))
5111                 return NULL;
5112         if (PageAnon(page)) {
5113                 /* we don't move shared anon */
5114                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5115                         return NULL;
5116         } else if (!move_file())
5117                 /* we ignore mapcount for file pages */
5118                 return NULL;
5119         if (!get_page_unless_zero(page))
5120                 return NULL;
5121
5122         return page;
5123 }
5124
5125 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5126                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5127 {
5128         int usage_count;
5129         struct page *page = NULL;
5130         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5131
5132         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5133                 return NULL;
5134         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5135         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5136                 if (page)
5137                         put_page(page);
5138                 return NULL;
5139         }
5140         if (do_swap_account)
5141                 entry->val = ent.val;
5142
5143         return page;
5144 }
5145
5146 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5147                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5148 {
5149         struct page *page = NULL;
5150         struct inode *inode;
5151         struct address_space *mapping;
5152         pgoff_t pgoff;
5153
5154         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5155                 return NULL;
5156         if (!move_file())
5157                 return NULL;
5158
5159         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5160         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5161         if (pte_none(ptent))
5162                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5163         else /* pte_file(ptent) is true */
5164                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5165
5166         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5167         page = find_get_page(mapping, pgoff);
5168
5169 #ifdef CONFIG_SWAP
5170         /* shmem/tmpfs may report page out on swap: account for that too. */
5171         if (radix_tree_exceptional_entry(page)) {
5172                 swp_entry_t swap = radix_to_swp_entry(page);
5173                 if (do_swap_account)
5174                         *entry = swap;
5175                 page = find_get_page(&swapper_space, swap.val);
5176         }
5177 #endif
5178         return page;
5179 }
5180
5181 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5182                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5183 {
5184         struct page *page = NULL;
5185         struct page_cgroup *pc;
5186         int ret = 0;
5187         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5188
5189         if (pte_present(ptent))
5190                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5191         else if (is_swap_pte(ptent))
5192                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5193         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5194                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5195
5196         if (!page && !ent.val)
5197                 return 0;
5198         if (page) {
5199                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5200                 /*
5201                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5202                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5203                  * the lock.
5204                  */
5205                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5206                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5207                         if (target)
5208                                 target->page = page;
5209                 }
5210                 if (!ret || !target)
5211                         put_page(page);
5212         }
5213         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5214         if (ent.val && !ret &&
5215                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup_id(ent)) {
5216                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5217                 if (target)
5218                         target->ent = ent;
5219         }
5220         return ret;
5221 }
5222
5223 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5224                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5225                                         struct mm_walk *walk)
5226 {
5227         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5228         pte_t *pte;
5229         spinlock_t *ptl;
5230
5231         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5232
5233         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5234         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5235                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5236                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5237         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5238         cond_resched();
5239
5240         return 0;
5241 }
5242
5243 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5244 {
5245         unsigned long precharge;
5246         struct vm_area_struct *vma;
5247
5248         down_read(&mm->mmap_sem);
5249         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5250                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5251                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5252                         .mm = mm,
5253                         .private = vma,
5254                 };
5255                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5256                         continue;
5257                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5258                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5259         }
5260         up_read(&mm->mmap_sem);
5261
5262         precharge = mc.precharge;
5263         mc.precharge = 0;
5264
5265         return precharge;
5266 }
5267
5268 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5269 {
5270         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5271
5272         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5273         mc.moving_task = current;
5274         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5275 }
5276
5277 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5278 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5279 {
5280         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5281         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5282
5283         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5284         if (mc.precharge) {
5285                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5286                 mc.precharge = 0;
5287         }
5288         /*
5289          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5290          * we must uncharge here.
5291          */
5292         if (mc.moved_charge) {
5293                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5294                 mc.moved_charge = 0;
5295         }
5296         /* we must fixup refcnts and charges */
5297         if (mc.moved_swap) {
5298                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5299                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5300                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5301                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5302                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5303
5304                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5305                         /*
5306                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5307                          * uncharge to->res.
5308                          */
5309                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5310                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5311                 }
5312                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5313                 mc.moved_swap = 0;
5314         }
5315         memcg_oom_recover(from);
5316         memcg_oom_recover(to);
5317         wake_up_all(&mc.waitq);
5318 }
5319
5320 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5321 {
5322         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5323
5324         /*
5325          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5326          * task migration.
5327          */
5328         mc.moving_task = NULL;
5329         __mem_cgroup_clear_mc();
5330         spin_lock(&mc.lock);
5331         mc.from = NULL;
5332         mc.to = NULL;
5333         spin_unlock(&mc.lock);
5334         mem_cgroup_end_move(from);
5335 }
5336
5337 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5338                                 struct cgroup *cgroup,
5339                                 struct cgroup_taskset *tset)
5340 {
5341         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5342         int ret = 0;
5343         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5344
5345         if (memcg->move_charge_at_immigrate) {
5346                 struct mm_struct *mm;
5347                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5348
5349                 VM_BUG_ON(from == memcg);
5350
5351                 mm = get_task_mm(p);
5352                 if (!mm)
5353                         return 0;
5354                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5355                 if (mm->owner == p) {
5356                         VM_BUG_ON(mc.from);
5357                         VM_BUG_ON(mc.to);
5358                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5359                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5360                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5361                         mem_cgroup_start_move(from);
5362                         spin_lock(&mc.lock);
5363                         mc.from = from;
5364                         mc.to = memcg;
5365                         spin_unlock(&mc.lock);
5366                         /* We set mc.moving_task later */
5367
5368                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5369                         if (ret)
5370                                 mem_cgroup_clear_mc();
5371                 }
5372                 mmput(mm);
5373         }
5374         return ret;
5375 }
5376
5377 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5378                                 struct cgroup *cgroup,
5379                                 struct cgroup_taskset *tset)
5380 {
5381         mem_cgroup_clear_mc();
5382 }
5383
5384 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5385                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5386                                 struct mm_walk *walk)
5387 {
5388         int ret = 0;
5389         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5390         pte_t *pte;
5391         spinlock_t *ptl;
5392
5393         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5394 retry:
5395         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5396         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5397                 pte_t ptent = *(pte++);
5398                 union mc_target target;
5399                 int type;
5400                 struct page *page;
5401                 struct page_cgroup *pc;
5402                 swp_entry_t ent;
5403
5404                 if (!mc.precharge)
5405                         break;
5406
5407                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5408                 switch (type) {
5409                 case MC_TARGET_PAGE:
5410                         page = target.page;
5411                         if (isolate_lru_page(page))
5412                                 goto put;
5413                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5414                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5415                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5416                                 mc.precharge--;
5417                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5418                                 mc.moved_charge++;
5419                         }
5420                         putback_lru_page(page);
5421 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5422                         put_page(page);
5423                         break;
5424                 case MC_TARGET_SWAP:
5425                         ent = target.ent;
5426                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5427                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5428                                 mc.precharge--;
5429                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5430                                 mc.moved_swap++;
5431                         }
5432                         break;
5433                 default:
5434                         break;
5435                 }
5436         }
5437         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5438         cond_resched();
5439
5440         if (addr != end) {
5441                 /*
5442                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5443                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5444                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5445                  * phase.
5446                  */
5447                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5448                 if (!ret)
5449                         goto retry;
5450         }
5451
5452         return ret;
5453 }
5454
5455 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5456 {
5457         struct vm_area_struct *vma;
5458
5459         lru_add_drain_all();
5460 retry:
5461         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5462                 /*
5463                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5464                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5465                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5466                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5467                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5468                  */
5469                 __mem_cgroup_clear_mc();
5470                 cond_resched();
5471                 goto retry;
5472         }
5473         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5474                 int ret;
5475                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5476                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5477                         .mm = mm,
5478                         .private = vma,
5479                 };
5480                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5481                         continue;
5482                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5483                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5484                 if (ret)
5485                         /*
5486                          * means we have consumed all precharges and failed in
5487                          * doing additional charge. Just abandon here.
5488                          */
5489                         break;
5490         }
5491         up_read(&mm->mmap_sem);
5492 }
5493
5494 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5495                                 struct cgroup *cont,
5496                                 struct cgroup_taskset *tset)
5497 {
5498         struct task_struct *p = cgroup_taskset_first(tset);
5499         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5500
5501         if (mm) {
5502                 if (mc.to)
5503                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5504                 put_swap_token(mm);
5505                 mmput(mm);
5506         }
5507         if (mc.to)
5508                 mem_cgroup_clear_mc();
5509 }
5510 #else   /* !CONFIG_MMU */
5511 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5512                                 struct cgroup *cgroup,
5513                                 struct cgroup_taskset *tset)
5514 {
5515         return 0;
5516 }
5517 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5518                                 struct cgroup *cgroup,
5519                                 struct cgroup_taskset *tset)
5520 {
5521 }
5522 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5523                                 struct cgroup *cont,
5524                                 struct cgroup_taskset *tset)
5525 {
5526 }
5527 #endif
5528
5529 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5530         .name = "memory",
5531         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5532         .create = mem_cgroup_create,
5533         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5534         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5535         .populate = mem_cgroup_populate,
5536         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5537         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5538         .attach = mem_cgroup_move_task,
5539         .early_init = 0,
5540         .use_id = 1,
5541 };
5542
5543 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5544 static int __init enable_swap_account(char *s)
5545 {
5546         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5547         if (!strcmp(s, "1"))
5548                 really_do_swap_account = 1;
5549         else if (!strcmp(s, "0"))
5550                 really_do_swap_account = 0;
5551         return 1;
5552 }
5553 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5554
5555 #endif