memcg: fix numa scan information update to be triggered by memory event
[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/mutex.h>
37 #include <linux/rbtree.h>
38 #include <linux/shmem_fs.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
54 #include <asm/uaccess.h>
55
56 #include <trace/events/vmscan.h>
57
58 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys __read_mostly;
59 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES      5
60 struct mem_cgroup *root_mem_cgroup __read_mostly;
61
62 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
63 /* Turned on only when memory cgroup is enabled && really_do_swap_account = 1 */
64 int do_swap_account __read_mostly;
65
66 /* for remember boot option*/
67 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP_ENABLED
68 static int really_do_swap_account __initdata = 1;
69 #else
70 static int really_do_swap_account __initdata = 0;
71 #endif
72
73 #else
74 #define do_swap_account         (0)
75 #endif
76
77
78 /*
79  * Statistics for memory cgroup.
80  */
81 enum mem_cgroup_stat_index {
82         /*
83          * For MEM_CONTAINER_TYPE_ALL, usage = pagecache + rss.
84          */
85         MEM_CGROUP_STAT_CACHE,     /* # of pages charged as cache */
86         MEM_CGROUP_STAT_RSS,       /* # of pages charged as anon rss */
87         MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED,  /* # of pages charged as file rss */
88         MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT, /* # of pages, swapped out */
89         MEM_CGROUP_STAT_DATA, /* end of data requires synchronization */
90         MEM_CGROUP_ON_MOVE,     /* someone is moving account between groups */
91         MEM_CGROUP_STAT_NSTATS,
92 };
93
94 enum mem_cgroup_events_index {
95         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN,       /* # of pages paged in */
96         MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT,      /* # of pages paged out */
97         MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT,        /* # of pages paged in/out */
98         MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT,      /* # of page-faults */
99         MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT,   /* # of major page-faults */
100         MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS,
101 };
102 /*
103  * Per memcg event counter is incremented at every pagein/pageout. With THP,
104  * it will be incremated by the number of pages. This counter is used for
105  * for trigger some periodic events. This is straightforward and better
106  * than using jiffies etc. to handle periodic memcg event.
107  */
108 enum mem_cgroup_events_target {
109         MEM_CGROUP_TARGET_THRESH,
110         MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT,
111         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO,
112         MEM_CGROUP_NTARGETS,
113 };
114 #define THRESHOLDS_EVENTS_TARGET (128)
115 #define SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET (1024)
116 #define NUMAINFO_EVENTS_TARGET  (1024)
117
118 struct mem_cgroup_stat_cpu {
119         long count[MEM_CGROUP_STAT_NSTATS];
120         unsigned long events[MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS];
121         unsigned long targets[MEM_CGROUP_NTARGETS];
122 };
123
124 /*
125  * per-zone information in memory controller.
126  */
127 struct mem_cgroup_per_zone {
128         /*
129          * spin_lock to protect the per cgroup LRU
130          */
131         struct list_head        lists[NR_LRU_LISTS];
132         unsigned long           count[NR_LRU_LISTS];
133
134         struct zone_reclaim_stat reclaim_stat;
135         struct rb_node          tree_node;      /* RB tree node */
136         unsigned long long      usage_in_excess;/* Set to the value by which */
137                                                 /* the soft limit is exceeded*/
138         bool                    on_tree;
139         struct mem_cgroup       *mem;           /* Back pointer, we cannot */
140                                                 /* use container_of        */
141 };
142 /* Macro for accessing counter */
143 #define MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx)       ((mz)->count[(idx)])
144
145 struct mem_cgroup_per_node {
146         struct mem_cgroup_per_zone zoneinfo[MAX_NR_ZONES];
147 };
148
149 struct mem_cgroup_lru_info {
150         struct mem_cgroup_per_node *nodeinfo[MAX_NUMNODES];
151 };
152
153 /*
154  * Cgroups above their limits are maintained in a RB-Tree, independent of
155  * their hierarchy representation
156  */
157
158 struct mem_cgroup_tree_per_zone {
159         struct rb_root rb_root;
160         spinlock_t lock;
161 };
162
163 struct mem_cgroup_tree_per_node {
164         struct mem_cgroup_tree_per_zone rb_tree_per_zone[MAX_NR_ZONES];
165 };
166
167 struct mem_cgroup_tree {
168         struct mem_cgroup_tree_per_node *rb_tree_per_node[MAX_NUMNODES];
169 };
170
171 static struct mem_cgroup_tree soft_limit_tree __read_mostly;
172
173 struct mem_cgroup_threshold {
174         struct eventfd_ctx *eventfd;
175         u64 threshold;
176 };
177
178 /* For threshold */
179 struct mem_cgroup_threshold_ary {
180         /* An array index points to threshold just below usage. */
181         int current_threshold;
182         /* Size of entries[] */
183         unsigned int size;
184         /* Array of thresholds */
185         struct mem_cgroup_threshold entries[0];
186 };
187
188 struct mem_cgroup_thresholds {
189         /* Primary thresholds array */
190         struct mem_cgroup_threshold_ary *primary;
191         /*
192          * Spare threshold array.
193          * This is needed to make mem_cgroup_unregister_event() "never fail".
194          * It must be able to store at least primary->size - 1 entries.
195          */
196         struct mem_cgroup_threshold_ary *spare;
197 };
198
199 /* for OOM */
200 struct mem_cgroup_eventfd_list {
201         struct list_head list;
202         struct eventfd_ctx *eventfd;
203 };
204
205 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *mem);
206 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem);
207
208 /*
209  * The memory controller data structure. The memory controller controls both
210  * page cache and RSS per cgroup. We would eventually like to provide
211  * statistics based on the statistics developed by Rik Van Riel for clock-pro,
212  * to help the administrator determine what knobs to tune.
213  *
214  * TODO: Add a water mark for the memory controller. Reclaim will begin when
215  * we hit the water mark. May be even add a low water mark, such that
216  * no reclaim occurs from a cgroup at it's low water mark, this is
217  * a feature that will be implemented much later in the future.
218  */
219 struct mem_cgroup {
220         struct cgroup_subsys_state css;
221         /*
222          * the counter to account for memory usage
223          */
224         struct res_counter res;
225         /*
226          * the counter to account for mem+swap usage.
227          */
228         struct res_counter memsw;
229         /*
230          * Per cgroup active and inactive list, similar to the
231          * per zone LRU lists.
232          */
233         struct mem_cgroup_lru_info info;
234         /*
235          * While reclaiming in a hierarchy, we cache the last child we
236          * reclaimed from.
237          */
238         int last_scanned_child;
239         int last_scanned_node;
240 #if MAX_NUMNODES > 1
241         nodemask_t      scan_nodes;
242         atomic_t        numainfo_events;
243         atomic_t        numainfo_updating;
244 #endif
245         /*
246          * Should the accounting and control be hierarchical, per subtree?
247          */
248         bool use_hierarchy;
249         atomic_t        oom_lock;
250         atomic_t        refcnt;
251
252         unsigned int    swappiness;
253         /* OOM-Killer disable */
254         int             oom_kill_disable;
255
256         /* set when res.limit == memsw.limit */
257         bool            memsw_is_minimum;
258
259         /* protect arrays of thresholds */
260         struct mutex thresholds_lock;
261
262         /* thresholds for memory usage. RCU-protected */
263         struct mem_cgroup_thresholds thresholds;
264
265         /* thresholds for mem+swap usage. RCU-protected */
266         struct mem_cgroup_thresholds memsw_thresholds;
267
268         /* For oom notifier event fd */
269         struct list_head oom_notify;
270
271         /*
272          * Should we move charges of a task when a task is moved into this
273          * mem_cgroup ? And what type of charges should we move ?
274          */
275         unsigned long   move_charge_at_immigrate;
276         /*
277          * percpu counter.
278          */
279         struct mem_cgroup_stat_cpu *stat;
280         /*
281          * used when a cpu is offlined or other synchronizations
282          * See mem_cgroup_read_stat().
283          */
284         struct mem_cgroup_stat_cpu nocpu_base;
285         spinlock_t pcp_counter_lock;
286 };
287
288 /* Stuffs for move charges at task migration. */
289 /*
290  * Types of charges to be moved. "move_charge_at_immitgrate" is treated as a
291  * left-shifted bitmap of these types.
292  */
293 enum move_type {
294         MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,  /* private anonymous page and swap of it */
295         MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,  /* file page(including tmpfs) and swap of it */
296         NR_MOVE_TYPE,
297 };
298
299 /* "mc" and its members are protected by cgroup_mutex */
300 static struct move_charge_struct {
301         spinlock_t        lock; /* for from, to */
302         struct mem_cgroup *from;
303         struct mem_cgroup *to;
304         unsigned long precharge;
305         unsigned long moved_charge;
306         unsigned long moved_swap;
307         struct task_struct *moving_task;        /* a task moving charges */
308         wait_queue_head_t waitq;                /* a waitq for other context */
309 } mc = {
310         .lock = __SPIN_LOCK_UNLOCKED(mc.lock),
311         .waitq = __WAIT_QUEUE_HEAD_INITIALIZER(mc.waitq),
312 };
313
314 static bool move_anon(void)
315 {
316         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_ANON,
317                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
318 }
319
320 static bool move_file(void)
321 {
322         return test_bit(MOVE_CHARGE_TYPE_FILE,
323                                         &mc.to->move_charge_at_immigrate);
324 }
325
326 /*
327  * Maximum loops in mem_cgroup_hierarchical_reclaim(), used for soft
328  * limit reclaim to prevent infinite loops, if they ever occur.
329  */
330 #define MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS            (100)
331 #define MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS (2)
332
333 enum charge_type {
334         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE = 0,
335         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED,
336         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM,   /* used by page migration of shmem */
337         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE,   /* used by force_empty */
338         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT, /* for accounting swapcache */
339         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP,    /* a page was unused swap cache */
340         NR_CHARGE_TYPE,
341 };
342
343 /* for encoding cft->private value on file */
344 #define _MEM                    (0)
345 #define _MEMSWAP                (1)
346 #define _OOM_TYPE               (2)
347 #define MEMFILE_PRIVATE(x, val) (((x) << 16) | (val))
348 #define MEMFILE_TYPE(val)       (((val) >> 16) & 0xffff)
349 #define MEMFILE_ATTR(val)       ((val) & 0xffff)
350 /* Used for OOM nofiier */
351 #define OOM_CONTROL             (0)
352
353 /*
354  * Reclaim flags for mem_cgroup_hierarchical_reclaim
355  */
356 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT   0x0
357 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP_BIT)
358 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT   0x1
359 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK       (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK_BIT)
360 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT     0x2
361 #define MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT         (1 << MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT_BIT)
362
363 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem);
364 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem);
365 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem);
366 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *mem);
367
368 static struct mem_cgroup_per_zone *
369 mem_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, int nid, int zid)
370 {
371         return &mem->info.nodeinfo[nid]->zoneinfo[zid];
372 }
373
374 struct cgroup_subsys_state *mem_cgroup_css(struct mem_cgroup *mem)
375 {
376         return &mem->css;
377 }
378
379 static struct mem_cgroup_per_zone *
380 page_cgroup_zoneinfo(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
381 {
382         int nid = page_to_nid(page);
383         int zid = page_zonenum(page);
384
385         return mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
386 }
387
388 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
389 soft_limit_tree_node_zone(int nid, int zid)
390 {
391         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
392 }
393
394 static struct mem_cgroup_tree_per_zone *
395 soft_limit_tree_from_page(struct page *page)
396 {
397         int nid = page_to_nid(page);
398         int zid = page_zonenum(page);
399
400         return &soft_limit_tree.rb_tree_per_node[nid]->rb_tree_per_zone[zid];
401 }
402
403 static void
404 __mem_cgroup_insert_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
405                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
406                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz,
407                                 unsigned long long new_usage_in_excess)
408 {
409         struct rb_node **p = &mctz->rb_root.rb_node;
410         struct rb_node *parent = NULL;
411         struct mem_cgroup_per_zone *mz_node;
412
413         if (mz->on_tree)
414                 return;
415
416         mz->usage_in_excess = new_usage_in_excess;
417         if (!mz->usage_in_excess)
418                 return;
419         while (*p) {
420                 parent = *p;
421                 mz_node = rb_entry(parent, struct mem_cgroup_per_zone,
422                                         tree_node);
423                 if (mz->usage_in_excess < mz_node->usage_in_excess)
424                         p = &(*p)->rb_left;
425                 /*
426                  * We can't avoid mem cgroups that are over their soft
427                  * limit by the same amount
428                  */
429                 else if (mz->usage_in_excess >= mz_node->usage_in_excess)
430                         p = &(*p)->rb_right;
431         }
432         rb_link_node(&mz->tree_node, parent, p);
433         rb_insert_color(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
434         mz->on_tree = true;
435 }
436
437 static void
438 __mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
439                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
440                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
441 {
442         if (!mz->on_tree)
443                 return;
444         rb_erase(&mz->tree_node, &mctz->rb_root);
445         mz->on_tree = false;
446 }
447
448 static void
449 mem_cgroup_remove_exceeded(struct mem_cgroup *mem,
450                                 struct mem_cgroup_per_zone *mz,
451                                 struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
452 {
453         spin_lock(&mctz->lock);
454         __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
455         spin_unlock(&mctz->lock);
456 }
457
458
459 static void mem_cgroup_update_tree(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
460 {
461         unsigned long long excess;
462         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
463         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
464         int nid = page_to_nid(page);
465         int zid = page_zonenum(page);
466         mctz = soft_limit_tree_from_page(page);
467
468         /*
469          * Necessary to update all ancestors when hierarchy is used.
470          * because their event counter is not touched.
471          */
472         for (; mem; mem = parent_mem_cgroup(mem)) {
473                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
474                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mem->res);
475                 /*
476                  * We have to update the tree if mz is on RB-tree or
477                  * mem is over its softlimit.
478                  */
479                 if (excess || mz->on_tree) {
480                         spin_lock(&mctz->lock);
481                         /* if on-tree, remove it */
482                         if (mz->on_tree)
483                                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
484                         /*
485                          * Insert again. mz->usage_in_excess will be updated.
486                          * If excess is 0, no tree ops.
487                          */
488                         __mem_cgroup_insert_exceeded(mem, mz, mctz, excess);
489                         spin_unlock(&mctz->lock);
490                 }
491         }
492 }
493
494 static void mem_cgroup_remove_from_trees(struct mem_cgroup *mem)
495 {
496         int node, zone;
497         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
498         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
499
500         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
501                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
502                         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zone);
503                         mctz = soft_limit_tree_node_zone(node, zone);
504                         mem_cgroup_remove_exceeded(mem, mz, mctz);
505                 }
506         }
507 }
508
509 static struct mem_cgroup_per_zone *
510 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
511 {
512         struct rb_node *rightmost = NULL;
513         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
514
515 retry:
516         mz = NULL;
517         rightmost = rb_last(&mctz->rb_root);
518         if (!rightmost)
519                 goto done;              /* Nothing to reclaim from */
520
521         mz = rb_entry(rightmost, struct mem_cgroup_per_zone, tree_node);
522         /*
523          * Remove the node now but someone else can add it back,
524          * we will to add it back at the end of reclaim to its correct
525          * position in the tree.
526          */
527         __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
528         if (!res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res) ||
529                 !css_tryget(&mz->mem->css))
530                 goto retry;
531 done:
532         return mz;
533 }
534
535 static struct mem_cgroup_per_zone *
536 mem_cgroup_largest_soft_limit_node(struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz)
537 {
538         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
539
540         spin_lock(&mctz->lock);
541         mz = __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
542         spin_unlock(&mctz->lock);
543         return mz;
544 }
545
546 /*
547  * Implementation Note: reading percpu statistics for memcg.
548  *
549  * Both of vmstat[] and percpu_counter has threshold and do periodic
550  * synchronization to implement "quick" read. There are trade-off between
551  * reading cost and precision of value. Then, we may have a chance to implement
552  * a periodic synchronizion of counter in memcg's counter.
553  *
554  * But this _read() function is used for user interface now. The user accounts
555  * memory usage by memory cgroup and he _always_ requires exact value because
556  * he accounts memory. Even if we provide quick-and-fuzzy read, we always
557  * have to visit all online cpus and make sum. So, for now, unnecessary
558  * synchronization is not implemented. (just implemented for cpu hotplug)
559  *
560  * If there are kernel internal actions which can make use of some not-exact
561  * value, and reading all cpu value can be performance bottleneck in some
562  * common workload, threashold and synchonization as vmstat[] should be
563  * implemented.
564  */
565 static long mem_cgroup_read_stat(struct mem_cgroup *mem,
566                                  enum mem_cgroup_stat_index idx)
567 {
568         long val = 0;
569         int cpu;
570
571         get_online_cpus();
572         for_each_online_cpu(cpu)
573                 val += per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu);
574 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
575         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
576         val += mem->nocpu_base.count[idx];
577         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
578 #endif
579         put_online_cpus();
580         return val;
581 }
582
583 static void mem_cgroup_swap_statistics(struct mem_cgroup *mem,
584                                          bool charge)
585 {
586         int val = (charge) ? 1 : -1;
587         this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT], val);
588 }
589
590 void mem_cgroup_pgfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
591 {
592         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT], val);
593 }
594
595 void mem_cgroup_pgmajfault(struct mem_cgroup *mem, int val)
596 {
597         this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT], val);
598 }
599
600 static unsigned long mem_cgroup_read_events(struct mem_cgroup *mem,
601                                             enum mem_cgroup_events_index idx)
602 {
603         unsigned long val = 0;
604         int cpu;
605
606         for_each_online_cpu(cpu)
607                 val += per_cpu(mem->stat->events[idx], cpu);
608 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
609         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
610         val += mem->nocpu_base.events[idx];
611         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
612 #endif
613         return val;
614 }
615
616 static void mem_cgroup_charge_statistics(struct mem_cgroup *mem,
617                                          bool file, int nr_pages)
618 {
619         preempt_disable();
620
621         if (file)
622                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_CACHE], nr_pages);
623         else
624                 __this_cpu_add(mem->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_RSS], nr_pages);
625
626         /* pagein of a big page is an event. So, ignore page size */
627         if (nr_pages > 0)
628                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN]);
629         else {
630                 __this_cpu_inc(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT]);
631                 nr_pages = -nr_pages; /* for event */
632         }
633
634         __this_cpu_add(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT], nr_pages);
635
636         preempt_enable();
637 }
638
639 static unsigned long
640 mem_cgroup_get_zonestat_node(struct mem_cgroup *mem, int nid, enum lru_list idx)
641 {
642         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
643         u64 total = 0;
644         int zid;
645
646         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
647                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, nid, zid);
648                 total += MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, idx);
649         }
650         return total;
651 }
652 static unsigned long mem_cgroup_get_local_zonestat(struct mem_cgroup *mem,
653                                         enum lru_list idx)
654 {
655         int nid;
656         u64 total = 0;
657
658         for_each_online_node(nid)
659                 total += mem_cgroup_get_zonestat_node(mem, nid, idx);
660         return total;
661 }
662
663 static bool __memcg_event_check(struct mem_cgroup *mem, int target)
664 {
665         unsigned long val, next;
666
667         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
668         next = this_cpu_read(mem->stat->targets[target]);
669         /* from time_after() in jiffies.h */
670         return ((long)next - (long)val < 0);
671 }
672
673 static void __mem_cgroup_target_update(struct mem_cgroup *mem, int target)
674 {
675         unsigned long val, next;
676
677         val = this_cpu_read(mem->stat->events[MEM_CGROUP_EVENTS_COUNT]);
678
679         switch (target) {
680         case MEM_CGROUP_TARGET_THRESH:
681                 next = val + THRESHOLDS_EVENTS_TARGET;
682                 break;
683         case MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT:
684                 next = val + SOFTLIMIT_EVENTS_TARGET;
685                 break;
686         case MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO:
687                 next = val + NUMAINFO_EVENTS_TARGET;
688                 break;
689         default:
690                 return;
691         }
692
693         this_cpu_write(mem->stat->targets[target], next);
694 }
695
696 /*
697  * Check events in order.
698  *
699  */
700 static void memcg_check_events(struct mem_cgroup *mem, struct page *page)
701 {
702         /* threshold event is triggered in finer grain than soft limit */
703         if (unlikely(__memcg_event_check(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH))) {
704                 mem_cgroup_threshold(mem);
705                 __mem_cgroup_target_update(mem, MEM_CGROUP_TARGET_THRESH);
706                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
707                              MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT))) {
708                         mem_cgroup_update_tree(mem, page);
709                         __mem_cgroup_target_update(mem,
710                                                    MEM_CGROUP_TARGET_SOFTLIMIT);
711                 }
712 #if MAX_NUMNODES > 1
713                 if (unlikely(__memcg_event_check(mem,
714                         MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO))) {
715                         atomic_inc(&mem->numainfo_events);
716                         __mem_cgroup_target_update(mem,
717                                 MEM_CGROUP_TARGET_NUMAINFO);
718                 }
719 #endif
720         }
721 }
722
723 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_cont(struct cgroup *cont)
724 {
725         return container_of(cgroup_subsys_state(cont,
726                                 mem_cgroup_subsys_id), struct mem_cgroup,
727                                 css);
728 }
729
730 struct mem_cgroup *mem_cgroup_from_task(struct task_struct *p)
731 {
732         /*
733          * mm_update_next_owner() may clear mm->owner to NULL
734          * if it races with swapoff, page migration, etc.
735          * So this can be called with p == NULL.
736          */
737         if (unlikely(!p))
738                 return NULL;
739
740         return container_of(task_subsys_state(p, mem_cgroup_subsys_id),
741                                 struct mem_cgroup, css);
742 }
743
744 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_mm(struct mm_struct *mm)
745 {
746         struct mem_cgroup *mem = NULL;
747
748         if (!mm)
749                 return NULL;
750         /*
751          * Because we have no locks, mm->owner's may be being moved to other
752          * cgroup. We use css_tryget() here even if this looks
753          * pessimistic (rather than adding locks here).
754          */
755         rcu_read_lock();
756         do {
757                 mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
758                 if (unlikely(!mem))
759                         break;
760         } while (!css_tryget(&mem->css));
761         rcu_read_unlock();
762         return mem;
763 }
764
765 /* The caller has to guarantee "mem" exists before calling this */
766 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_start_loop(struct mem_cgroup *mem)
767 {
768         struct cgroup_subsys_state *css;
769         int found;
770
771         if (!mem) /* ROOT cgroup has the smallest ID */
772                 return root_mem_cgroup; /*css_put/get against root is ignored*/
773         if (!mem->use_hierarchy) {
774                 if (css_tryget(&mem->css))
775                         return mem;
776                 return NULL;
777         }
778         rcu_read_lock();
779         /*
780          * searching a memory cgroup which has the smallest ID under given
781          * ROOT cgroup. (ID >= 1)
782          */
783         css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, 1, &mem->css, &found);
784         if (css && css_tryget(css))
785                 mem = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
786         else
787                 mem = NULL;
788         rcu_read_unlock();
789         return mem;
790 }
791
792 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_get_next(struct mem_cgroup *iter,
793                                         struct mem_cgroup *root,
794                                         bool cond)
795 {
796         int nextid = css_id(&iter->css) + 1;
797         int found;
798         int hierarchy_used;
799         struct cgroup_subsys_state *css;
800
801         hierarchy_used = iter->use_hierarchy;
802
803         css_put(&iter->css);
804         /* If no ROOT, walk all, ignore hierarchy */
805         if (!cond || (root && !hierarchy_used))
806                 return NULL;
807
808         if (!root)
809                 root = root_mem_cgroup;
810
811         do {
812                 iter = NULL;
813                 rcu_read_lock();
814
815                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid,
816                                 &root->css, &found);
817                 if (css && css_tryget(css))
818                         iter = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
819                 rcu_read_unlock();
820                 /* If css is NULL, no more cgroups will be found */
821                 nextid = found + 1;
822         } while (css && !iter);
823
824         return iter;
825 }
826 /*
827  * for_eacn_mem_cgroup_tree() for visiting all cgroup under tree. Please
828  * be careful that "break" loop is not allowed. We have reference count.
829  * Instead of that modify "cond" to be false and "continue" to exit the loop.
830  */
831 #define for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, cond) \
832         for (iter = mem_cgroup_start_loop(root);\
833              iter != NULL;\
834              iter = mem_cgroup_get_next(iter, root, cond))
835
836 #define for_each_mem_cgroup_tree(iter, root) \
837         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, root, true)
838
839 #define for_each_mem_cgroup_all(iter) \
840         for_each_mem_cgroup_tree_cond(iter, NULL, true)
841
842
843 static inline bool mem_cgroup_is_root(struct mem_cgroup *mem)
844 {
845         return (mem == root_mem_cgroup);
846 }
847
848 void mem_cgroup_count_vm_event(struct mm_struct *mm, enum vm_event_item idx)
849 {
850         struct mem_cgroup *mem;
851
852         if (!mm)
853                 return;
854
855         rcu_read_lock();
856         mem = mem_cgroup_from_task(rcu_dereference(mm->owner));
857         if (unlikely(!mem))
858                 goto out;
859
860         switch (idx) {
861         case PGMAJFAULT:
862                 mem_cgroup_pgmajfault(mem, 1);
863                 break;
864         case PGFAULT:
865                 mem_cgroup_pgfault(mem, 1);
866                 break;
867         default:
868                 BUG();
869         }
870 out:
871         rcu_read_unlock();
872 }
873 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_count_vm_event);
874
875 /*
876  * Following LRU functions are allowed to be used without PCG_LOCK.
877  * Operations are called by routine of global LRU independently from memcg.
878  * What we have to take care of here is validness of pc->mem_cgroup.
879  *
880  * Changes to pc->mem_cgroup happens when
881  * 1. charge
882  * 2. moving account
883  * In typical case, "charge" is done before add-to-lru. Exception is SwapCache.
884  * It is added to LRU before charge.
885  * If PCG_USED bit is not set, page_cgroup is not added to this private LRU.
886  * When moving account, the page is not on LRU. It's isolated.
887  */
888
889 void mem_cgroup_del_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
890 {
891         struct page_cgroup *pc;
892         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
893
894         if (mem_cgroup_disabled())
895                 return;
896         pc = lookup_page_cgroup(page);
897         /* can happen while we handle swapcache. */
898         if (!TestClearPageCgroupAcctLRU(pc))
899                 return;
900         VM_BUG_ON(!pc->mem_cgroup);
901         /*
902          * We don't check PCG_USED bit. It's cleared when the "page" is finally
903          * removed from global LRU.
904          */
905         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
906         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
907         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1 << compound_order(page);
908         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
909                 return;
910         VM_BUG_ON(list_empty(&pc->lru));
911         list_del_init(&pc->lru);
912 }
913
914 void mem_cgroup_del_lru(struct page *page)
915 {
916         mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
917 }
918
919 /*
920  * Writeback is about to end against a page which has been marked for immediate
921  * reclaim.  If it still appears to be reclaimable, move it to the tail of the
922  * inactive list.
923  */
924 void mem_cgroup_rotate_reclaimable_page(struct page *page)
925 {
926         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
927         struct page_cgroup *pc;
928         enum lru_list lru = page_lru(page);
929
930         if (mem_cgroup_disabled())
931                 return;
932
933         pc = lookup_page_cgroup(page);
934         /* unused or root page is not rotated. */
935         if (!PageCgroupUsed(pc))
936                 return;
937         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
938         smp_rmb();
939         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
940                 return;
941         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
942         list_move_tail(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
943 }
944
945 void mem_cgroup_rotate_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
946 {
947         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
948         struct page_cgroup *pc;
949
950         if (mem_cgroup_disabled())
951                 return;
952
953         pc = lookup_page_cgroup(page);
954         /* unused or root page is not rotated. */
955         if (!PageCgroupUsed(pc))
956                 return;
957         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
958         smp_rmb();
959         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
960                 return;
961         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
962         list_move(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
963 }
964
965 void mem_cgroup_add_lru_list(struct page *page, enum lru_list lru)
966 {
967         struct page_cgroup *pc;
968         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
969
970         if (mem_cgroup_disabled())
971                 return;
972         pc = lookup_page_cgroup(page);
973         VM_BUG_ON(PageCgroupAcctLRU(pc));
974         if (!PageCgroupUsed(pc))
975                 return;
976         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
977         smp_rmb();
978         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
979         /* huge page split is done under lru_lock. so, we have no races. */
980         MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) += 1 << compound_order(page);
981         SetPageCgroupAcctLRU(pc);
982         if (mem_cgroup_is_root(pc->mem_cgroup))
983                 return;
984         list_add(&pc->lru, &mz->lists[lru]);
985 }
986
987 /*
988  * At handling SwapCache and other FUSE stuff, pc->mem_cgroup may be changed
989  * while it's linked to lru because the page may be reused after it's fully
990  * uncharged. To handle that, unlink page_cgroup from LRU when charge it again.
991  * It's done under lock_page and expected that zone->lru_lock isnever held.
992  */
993 static void mem_cgroup_lru_del_before_commit(struct page *page)
994 {
995         unsigned long flags;
996         struct zone *zone = page_zone(page);
997         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
998
999         /*
1000          * Doing this check without taking ->lru_lock seems wrong but this
1001          * is safe. Because if page_cgroup's USED bit is unset, the page
1002          * will not be added to any memcg's LRU. If page_cgroup's USED bit is
1003          * set, the commit after this will fail, anyway.
1004          * This all charge/uncharge is done under some mutual execustion.
1005          * So, we don't need to taking care of changes in USED bit.
1006          */
1007         if (likely(!PageLRU(page)))
1008                 return;
1009
1010         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1011         /*
1012          * Forget old LRU when this page_cgroup is *not* used. This Used bit
1013          * is guarded by lock_page() because the page is SwapCache.
1014          */
1015         if (!PageCgroupUsed(pc))
1016                 mem_cgroup_del_lru_list(page, page_lru(page));
1017         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1018 }
1019
1020 static void mem_cgroup_lru_add_after_commit(struct page *page)
1021 {
1022         unsigned long flags;
1023         struct zone *zone = page_zone(page);
1024         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1025
1026         /* taking care of that the page is added to LRU while we commit it */
1027         if (likely(!PageLRU(page)))
1028                 return;
1029         spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
1030         /* link when the page is linked to LRU but page_cgroup isn't */
1031         if (PageLRU(page) && !PageCgroupAcctLRU(pc))
1032                 mem_cgroup_add_lru_list(page, page_lru(page));
1033         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
1034 }
1035
1036
1037 void mem_cgroup_move_lists(struct page *page,
1038                            enum lru_list from, enum lru_list to)
1039 {
1040         if (mem_cgroup_disabled())
1041                 return;
1042         mem_cgroup_del_lru_list(page, from);
1043         mem_cgroup_add_lru_list(page, to);
1044 }
1045
1046 int task_in_mem_cgroup(struct task_struct *task, const struct mem_cgroup *mem)
1047 {
1048         int ret;
1049         struct mem_cgroup *curr = NULL;
1050         struct task_struct *p;
1051
1052         p = find_lock_task_mm(task);
1053         if (!p)
1054                 return 0;
1055         curr = try_get_mem_cgroup_from_mm(p->mm);
1056         task_unlock(p);
1057         if (!curr)
1058                 return 0;
1059         /*
1060          * We should check use_hierarchy of "mem" not "curr". Because checking
1061          * use_hierarchy of "curr" here make this function true if hierarchy is
1062          * enabled in "curr" and "curr" is a child of "mem" in *cgroup*
1063          * hierarchy(even if use_hierarchy is disabled in "mem").
1064          */
1065         if (mem->use_hierarchy)
1066                 ret = css_is_ancestor(&curr->css, &mem->css);
1067         else
1068                 ret = (curr == mem);
1069         css_put(&curr->css);
1070         return ret;
1071 }
1072
1073 static int calc_inactive_ratio(struct mem_cgroup *memcg, unsigned long *present_pages)
1074 {
1075         unsigned long active;
1076         unsigned long inactive;
1077         unsigned long gb;
1078         unsigned long inactive_ratio;
1079
1080         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_ANON);
1081         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_ANON);
1082
1083         gb = (inactive + active) >> (30 - PAGE_SHIFT);
1084         if (gb)
1085                 inactive_ratio = int_sqrt(10 * gb);
1086         else
1087                 inactive_ratio = 1;
1088
1089         if (present_pages) {
1090                 present_pages[0] = inactive;
1091                 present_pages[1] = active;
1092         }
1093
1094         return inactive_ratio;
1095 }
1096
1097 int mem_cgroup_inactive_anon_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1098 {
1099         unsigned long active;
1100         unsigned long inactive;
1101         unsigned long present_pages[2];
1102         unsigned long inactive_ratio;
1103
1104         inactive_ratio = calc_inactive_ratio(memcg, present_pages);
1105
1106         inactive = present_pages[0];
1107         active = present_pages[1];
1108
1109         if (inactive * inactive_ratio < active)
1110                 return 1;
1111
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 int mem_cgroup_inactive_file_is_low(struct mem_cgroup *memcg)
1116 {
1117         unsigned long active;
1118         unsigned long inactive;
1119
1120         inactive = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_INACTIVE_FILE);
1121         active = mem_cgroup_get_local_zonestat(memcg, LRU_ACTIVE_FILE);
1122
1123         return (active > inactive);
1124 }
1125
1126 unsigned long mem_cgroup_zone_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1127                                                 struct zone *zone,
1128                                                 enum lru_list lru)
1129 {
1130         int nid = zone_to_nid(zone);
1131         int zid = zone_idx(zone);
1132         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1133
1134         return MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
1135 }
1136
1137 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1138                                                         int nid)
1139 {
1140         unsigned long ret;
1141
1142         ret = mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_INACTIVE_FILE) +
1143                 mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_ACTIVE_FILE);
1144
1145         return ret;
1146 }
1147
1148 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1149                                                         int nid)
1150 {
1151         unsigned long ret;
1152
1153         ret = mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_INACTIVE_ANON) +
1154                 mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_ACTIVE_ANON);
1155         return ret;
1156 }
1157
1158 #if MAX_NUMNODES > 1
1159 static unsigned long mem_cgroup_nr_file_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1160 {
1161         u64 total = 0;
1162         int nid;
1163
1164         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1165                 total += mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(memcg, nid);
1166
1167         return total;
1168 }
1169
1170 static unsigned long mem_cgroup_nr_anon_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1171 {
1172         u64 total = 0;
1173         int nid;
1174
1175         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1176                 total += mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(memcg, nid);
1177
1178         return total;
1179 }
1180
1181 static unsigned long
1182 mem_cgroup_node_nr_unevictable_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg, int nid)
1183 {
1184         return mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, LRU_UNEVICTABLE);
1185 }
1186
1187 static unsigned long
1188 mem_cgroup_nr_unevictable_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1189 {
1190         u64 total = 0;
1191         int nid;
1192
1193         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1194                 total += mem_cgroup_node_nr_unevictable_lru_pages(memcg, nid);
1195
1196         return total;
1197 }
1198
1199 static unsigned long mem_cgroup_node_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg,
1200                                                         int nid)
1201 {
1202         enum lru_list l;
1203         u64 total = 0;
1204
1205         for_each_lru(l)
1206                 total += mem_cgroup_get_zonestat_node(memcg, nid, l);
1207
1208         return total;
1209 }
1210
1211 static unsigned long mem_cgroup_nr_lru_pages(struct mem_cgroup *memcg)
1212 {
1213         u64 total = 0;
1214         int nid;
1215
1216         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY)
1217                 total += mem_cgroup_node_nr_lru_pages(memcg, nid);
1218
1219         return total;
1220 }
1221 #endif /* CONFIG_NUMA */
1222
1223 struct zone_reclaim_stat *mem_cgroup_get_reclaim_stat(struct mem_cgroup *memcg,
1224                                                       struct zone *zone)
1225 {
1226         int nid = zone_to_nid(zone);
1227         int zid = zone_idx(zone);
1228         struct mem_cgroup_per_zone *mz = mem_cgroup_zoneinfo(memcg, nid, zid);
1229
1230         return &mz->reclaim_stat;
1231 }
1232
1233 struct zone_reclaim_stat *
1234 mem_cgroup_get_reclaim_stat_from_page(struct page *page)
1235 {
1236         struct page_cgroup *pc;
1237         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1238
1239         if (mem_cgroup_disabled())
1240                 return NULL;
1241
1242         pc = lookup_page_cgroup(page);
1243         if (!PageCgroupUsed(pc))
1244                 return NULL;
1245         /* Ensure pc->mem_cgroup is visible after reading PCG_USED. */
1246         smp_rmb();
1247         mz = page_cgroup_zoneinfo(pc->mem_cgroup, page);
1248         return &mz->reclaim_stat;
1249 }
1250
1251 unsigned long mem_cgroup_isolate_pages(unsigned long nr_to_scan,
1252                                         struct list_head *dst,
1253                                         unsigned long *scanned, int order,
1254                                         int mode, struct zone *z,
1255                                         struct mem_cgroup *mem_cont,
1256                                         int active, int file)
1257 {
1258         unsigned long nr_taken = 0;
1259         struct page *page;
1260         unsigned long scan;
1261         LIST_HEAD(pc_list);
1262         struct list_head *src;
1263         struct page_cgroup *pc, *tmp;
1264         int nid = zone_to_nid(z);
1265         int zid = zone_idx(z);
1266         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
1267         int lru = LRU_FILE * file + active;
1268         int ret;
1269
1270         BUG_ON(!mem_cont);
1271         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
1272         src = &mz->lists[lru];
1273
1274         scan = 0;
1275         list_for_each_entry_safe_reverse(pc, tmp, src, lru) {
1276                 if (scan >= nr_to_scan)
1277                         break;
1278
1279                 if (unlikely(!PageCgroupUsed(pc)))
1280                         continue;
1281
1282                 page = lookup_cgroup_page(pc);
1283
1284                 if (unlikely(!PageLRU(page)))
1285                         continue;
1286
1287                 scan++;
1288                 ret = __isolate_lru_page(page, mode, file);
1289                 switch (ret) {
1290                 case 0:
1291                         list_move(&page->lru, dst);
1292                         mem_cgroup_del_lru(page);
1293                         nr_taken += hpage_nr_pages(page);
1294                         break;
1295                 case -EBUSY:
1296                         /* we don't affect global LRU but rotate in our LRU */
1297                         mem_cgroup_rotate_lru_list(page, page_lru(page));
1298                         break;
1299                 default:
1300                         break;
1301                 }
1302         }
1303
1304         *scanned = scan;
1305
1306         trace_mm_vmscan_memcg_isolate(0, nr_to_scan, scan, nr_taken,
1307                                       0, 0, 0, mode);
1308
1309         return nr_taken;
1310 }
1311
1312 #define mem_cgroup_from_res_counter(counter, member)    \
1313         container_of(counter, struct mem_cgroup, member)
1314
1315 /**
1316  * mem_cgroup_margin - calculate chargeable space of a memory cgroup
1317  * @mem: the memory cgroup
1318  *
1319  * Returns the maximum amount of memory @mem can be charged with, in
1320  * pages.
1321  */
1322 static unsigned long mem_cgroup_margin(struct mem_cgroup *mem)
1323 {
1324         unsigned long long margin;
1325
1326         margin = res_counter_margin(&mem->res);
1327         if (do_swap_account)
1328                 margin = min(margin, res_counter_margin(&mem->memsw));
1329         return margin >> PAGE_SHIFT;
1330 }
1331
1332 static unsigned int get_swappiness(struct mem_cgroup *memcg)
1333 {
1334         struct cgroup *cgrp = memcg->css.cgroup;
1335
1336         /* root ? */
1337         if (cgrp->parent == NULL)
1338                 return vm_swappiness;
1339
1340         return memcg->swappiness;
1341 }
1342
1343 static void mem_cgroup_start_move(struct mem_cgroup *mem)
1344 {
1345         int cpu;
1346
1347         get_online_cpus();
1348         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1349         for_each_online_cpu(cpu)
1350                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) += 1;
1351         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] += 1;
1352         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1353         put_online_cpus();
1354
1355         synchronize_rcu();
1356 }
1357
1358 static void mem_cgroup_end_move(struct mem_cgroup *mem)
1359 {
1360         int cpu;
1361
1362         if (!mem)
1363                 return;
1364         get_online_cpus();
1365         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
1366         for_each_online_cpu(cpu)
1367                 per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) -= 1;
1368         mem->nocpu_base.count[MEM_CGROUP_ON_MOVE] -= 1;
1369         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
1370         put_online_cpus();
1371 }
1372 /*
1373  * 2 routines for checking "mem" is under move_account() or not.
1374  *
1375  * mem_cgroup_stealed() - checking a cgroup is mc.from or not. This is used
1376  *                        for avoiding race in accounting. If true,
1377  *                        pc->mem_cgroup may be overwritten.
1378  *
1379  * mem_cgroup_under_move() - checking a cgroup is mc.from or mc.to or
1380  *                        under hierarchy of moving cgroups. This is for
1381  *                        waiting at hith-memory prressure caused by "move".
1382  */
1383
1384 static bool mem_cgroup_stealed(struct mem_cgroup *mem)
1385 {
1386         VM_BUG_ON(!rcu_read_lock_held());
1387         return this_cpu_read(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE]) > 0;
1388 }
1389
1390 static bool mem_cgroup_under_move(struct mem_cgroup *mem)
1391 {
1392         struct mem_cgroup *from;
1393         struct mem_cgroup *to;
1394         bool ret = false;
1395         /*
1396          * Unlike task_move routines, we access mc.to, mc.from not under
1397          * mutual exclusion by cgroup_mutex. Here, we take spinlock instead.
1398          */
1399         spin_lock(&mc.lock);
1400         from = mc.from;
1401         to = mc.to;
1402         if (!from)
1403                 goto unlock;
1404         if (from == mem || to == mem
1405             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&from->css, &mem->css))
1406             || (mem->use_hierarchy && css_is_ancestor(&to->css, &mem->css)))
1407                 ret = true;
1408 unlock:
1409         spin_unlock(&mc.lock);
1410         return ret;
1411 }
1412
1413 static bool mem_cgroup_wait_acct_move(struct mem_cgroup *mem)
1414 {
1415         if (mc.moving_task && current != mc.moving_task) {
1416                 if (mem_cgroup_under_move(mem)) {
1417                         DEFINE_WAIT(wait);
1418                         prepare_to_wait(&mc.waitq, &wait, TASK_INTERRUPTIBLE);
1419                         /* moving charge context might have finished. */
1420                         if (mc.moving_task)
1421                                 schedule();
1422                         finish_wait(&mc.waitq, &wait);
1423                         return true;
1424                 }
1425         }
1426         return false;
1427 }
1428
1429 /**
1430  * mem_cgroup_print_oom_info: Called from OOM with tasklist_lock held in read mode.
1431  * @memcg: The memory cgroup that went over limit
1432  * @p: Task that is going to be killed
1433  *
1434  * NOTE: @memcg and @p's mem_cgroup can be different when hierarchy is
1435  * enabled
1436  */
1437 void mem_cgroup_print_oom_info(struct mem_cgroup *memcg, struct task_struct *p)
1438 {
1439         struct cgroup *task_cgrp;
1440         struct cgroup *mem_cgrp;
1441         /*
1442          * Need a buffer in BSS, can't rely on allocations. The code relies
1443          * on the assumption that OOM is serialized for memory controller.
1444          * If this assumption is broken, revisit this code.
1445          */
1446         static char memcg_name[PATH_MAX];
1447         int ret;
1448
1449         if (!memcg || !p)
1450                 return;
1451
1452
1453         rcu_read_lock();
1454
1455         mem_cgrp = memcg->css.cgroup;
1456         task_cgrp = task_cgroup(p, mem_cgroup_subsys_id);
1457
1458         ret = cgroup_path(task_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1459         if (ret < 0) {
1460                 /*
1461                  * Unfortunately, we are unable to convert to a useful name
1462                  * But we'll still print out the usage information
1463                  */
1464                 rcu_read_unlock();
1465                 goto done;
1466         }
1467         rcu_read_unlock();
1468
1469         printk(KERN_INFO "Task in %s killed", memcg_name);
1470
1471         rcu_read_lock();
1472         ret = cgroup_path(mem_cgrp, memcg_name, PATH_MAX);
1473         if (ret < 0) {
1474                 rcu_read_unlock();
1475                 goto done;
1476         }
1477         rcu_read_unlock();
1478
1479         /*
1480          * Continues from above, so we don't need an KERN_ level
1481          */
1482         printk(KERN_CONT " as a result of limit of %s\n", memcg_name);
1483 done:
1484
1485         printk(KERN_INFO "memory: usage %llukB, limit %llukB, failcnt %llu\n",
1486                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE) >> 10,
1487                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT) >> 10,
1488                 res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_FAILCNT));
1489         printk(KERN_INFO "memory+swap: usage %llukB, limit %llukB, "
1490                 "failcnt %llu\n",
1491                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE) >> 10,
1492                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT) >> 10,
1493                 res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_FAILCNT));
1494 }
1495
1496 /*
1497  * This function returns the number of memcg under hierarchy tree. Returns
1498  * 1(self count) if no children.
1499  */
1500 static int mem_cgroup_count_children(struct mem_cgroup *mem)
1501 {
1502         int num = 0;
1503         struct mem_cgroup *iter;
1504
1505         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1506                 num++;
1507         return num;
1508 }
1509
1510 /*
1511  * Return the memory (and swap, if configured) limit for a memcg.
1512  */
1513 u64 mem_cgroup_get_limit(struct mem_cgroup *memcg)
1514 {
1515         u64 limit;
1516         u64 memsw;
1517
1518         limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
1519         limit += total_swap_pages << PAGE_SHIFT;
1520
1521         memsw = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
1522         /*
1523          * If memsw is finite and limits the amount of swap space available
1524          * to this memcg, return that limit.
1525          */
1526         return min(limit, memsw);
1527 }
1528
1529 /*
1530  * Visit the first child (need not be the first child as per the ordering
1531  * of the cgroup list, since we track last_scanned_child) of @mem and use
1532  * that to reclaim free pages from.
1533  */
1534 static struct mem_cgroup *
1535 mem_cgroup_select_victim(struct mem_cgroup *root_mem)
1536 {
1537         struct mem_cgroup *ret = NULL;
1538         struct cgroup_subsys_state *css;
1539         int nextid, found;
1540
1541         if (!root_mem->use_hierarchy) {
1542                 css_get(&root_mem->css);
1543                 ret = root_mem;
1544         }
1545
1546         while (!ret) {
1547                 rcu_read_lock();
1548                 nextid = root_mem->last_scanned_child + 1;
1549                 css = css_get_next(&mem_cgroup_subsys, nextid, &root_mem->css,
1550                                    &found);
1551                 if (css && css_tryget(css))
1552                         ret = container_of(css, struct mem_cgroup, css);
1553
1554                 rcu_read_unlock();
1555                 /* Updates scanning parameter */
1556                 if (!css) {
1557                         /* this means start scan from ID:1 */
1558                         root_mem->last_scanned_child = 0;
1559                 } else
1560                         root_mem->last_scanned_child = found;
1561         }
1562
1563         return ret;
1564 }
1565
1566 /**
1567  * test_mem_cgroup_node_reclaimable
1568  * @mem: the target memcg
1569  * @nid: the node ID to be checked.
1570  * @noswap : specify true here if the user wants flle only information.
1571  *
1572  * This function returns whether the specified memcg contains any
1573  * reclaimable pages on a node. Returns true if there are any reclaimable
1574  * pages in the node.
1575  */
1576 static bool test_mem_cgroup_node_reclaimable(struct mem_cgroup *mem,
1577                 int nid, bool noswap)
1578 {
1579         if (mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(mem, nid))
1580                 return true;
1581         if (noswap || !total_swap_pages)
1582                 return false;
1583         if (mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(mem, nid))
1584                 return true;
1585         return false;
1586
1587 }
1588 #if MAX_NUMNODES > 1
1589
1590 /*
1591  * Always updating the nodemask is not very good - even if we have an empty
1592  * list or the wrong list here, we can start from some node and traverse all
1593  * nodes based on the zonelist. So update the list loosely once per 10 secs.
1594  *
1595  */
1596 static void mem_cgroup_may_update_nodemask(struct mem_cgroup *mem)
1597 {
1598         int nid;
1599         /*
1600          * numainfo_events > 0 means there was at least NUMAINFO_EVENTS_TARGET
1601          * pagein/pageout changes since the last update.
1602          */
1603         if (!atomic_read(&mem->numainfo_events))
1604                 return;
1605         if (atomic_inc_return(&mem->numainfo_updating) > 1)
1606                 return;
1607
1608         /* make a nodemask where this memcg uses memory from */
1609         mem->scan_nodes = node_states[N_HIGH_MEMORY];
1610
1611         for_each_node_mask(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]) {
1612
1613                 if (!test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, false))
1614                         node_clear(nid, mem->scan_nodes);
1615         }
1616
1617         atomic_set(&mem->numainfo_events, 0);
1618         atomic_set(&mem->numainfo_updating, 0);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Selecting a node where we start reclaim from. Because what we need is just
1623  * reducing usage counter, start from anywhere is O,K. Considering
1624  * memory reclaim from current node, there are pros. and cons.
1625  *
1626  * Freeing memory from current node means freeing memory from a node which
1627  * we'll use or we've used. So, it may make LRU bad. And if several threads
1628  * hit limits, it will see a contention on a node. But freeing from remote
1629  * node means more costs for memory reclaim because of memory latency.
1630  *
1631  * Now, we use round-robin. Better algorithm is welcomed.
1632  */
1633 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1634 {
1635         int node;
1636
1637         mem_cgroup_may_update_nodemask(mem);
1638         node = mem->last_scanned_node;
1639
1640         node = next_node(node, mem->scan_nodes);
1641         if (node == MAX_NUMNODES)
1642                 node = first_node(mem->scan_nodes);
1643         /*
1644          * We call this when we hit limit, not when pages are added to LRU.
1645          * No LRU may hold pages because all pages are UNEVICTABLE or
1646          * memcg is too small and all pages are not on LRU. In that case,
1647          * we use curret node.
1648          */
1649         if (unlikely(node == MAX_NUMNODES))
1650                 node = numa_node_id();
1651
1652         mem->last_scanned_node = node;
1653         return node;
1654 }
1655
1656 /*
1657  * Check all nodes whether it contains reclaimable pages or not.
1658  * For quick scan, we make use of scan_nodes. This will allow us to skip
1659  * unused nodes. But scan_nodes is lazily updated and may not cotain
1660  * enough new information. We need to do double check.
1661  */
1662 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1663 {
1664         int nid;
1665
1666         /*
1667          * quick check...making use of scan_node.
1668          * We can skip unused nodes.
1669          */
1670         if (!nodes_empty(mem->scan_nodes)) {
1671                 for (nid = first_node(mem->scan_nodes);
1672                      nid < MAX_NUMNODES;
1673                      nid = next_node(nid, mem->scan_nodes)) {
1674
1675                         if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1676                                 return true;
1677                 }
1678         }
1679         /*
1680          * Check rest of nodes.
1681          */
1682         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
1683                 if (node_isset(nid, mem->scan_nodes))
1684                         continue;
1685                 if (test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, nid, noswap))
1686                         return true;
1687         }
1688         return false;
1689 }
1690
1691 #else
1692 int mem_cgroup_select_victim_node(struct mem_cgroup *mem)
1693 {
1694         return 0;
1695 }
1696
1697 bool mem_cgroup_reclaimable(struct mem_cgroup *mem, bool noswap)
1698 {
1699         return test_mem_cgroup_node_reclaimable(mem, 0, noswap);
1700 }
1701 #endif
1702
1703 /*
1704  * Scan the hierarchy if needed to reclaim memory. We remember the last child
1705  * we reclaimed from, so that we don't end up penalizing one child extensively
1706  * based on its position in the children list.
1707  *
1708  * root_mem is the original ancestor that we've been reclaim from.
1709  *
1710  * We give up and return to the caller when we visit root_mem twice.
1711  * (other groups can be removed while we're walking....)
1712  *
1713  * If shrink==true, for avoiding to free too much, this returns immedieately.
1714  */
1715 static int mem_cgroup_hierarchical_reclaim(struct mem_cgroup *root_mem,
1716                                                 struct zone *zone,
1717                                                 gfp_t gfp_mask,
1718                                                 unsigned long reclaim_options,
1719                                                 unsigned long *total_scanned)
1720 {
1721         struct mem_cgroup *victim;
1722         int ret, total = 0;
1723         int loop = 0;
1724         bool noswap = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
1725         bool shrink = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK;
1726         bool check_soft = reclaim_options & MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT;
1727         unsigned long excess;
1728         unsigned long nr_scanned;
1729
1730         excess = res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res) >> PAGE_SHIFT;
1731
1732         /* If memsw_is_minimum==1, swap-out is of-no-use. */
1733         if (!check_soft && root_mem->memsw_is_minimum)
1734                 noswap = true;
1735
1736         while (1) {
1737                 victim = mem_cgroup_select_victim(root_mem);
1738                 if (victim == root_mem) {
1739                         loop++;
1740                         /*
1741                          * We are not draining per cpu cached charges during
1742                          * soft limit reclaim  because global reclaim doesn't
1743                          * care about charges. It tries to free some memory and
1744                          * charges will not give any.
1745                          */
1746                         if (!check_soft && loop >= 1)
1747                                 drain_all_stock_async(root_mem);
1748                         if (loop >= 2) {
1749                                 /*
1750                                  * If we have not been able to reclaim
1751                                  * anything, it might because there are
1752                                  * no reclaimable pages under this hierarchy
1753                                  */
1754                                 if (!check_soft || !total) {
1755                                         css_put(&victim->css);
1756                                         break;
1757                                 }
1758                                 /*
1759                                  * We want to do more targeted reclaim.
1760                                  * excess >> 2 is not to excessive so as to
1761                                  * reclaim too much, nor too less that we keep
1762                                  * coming back to reclaim from this cgroup
1763                                  */
1764                                 if (total >= (excess >> 2) ||
1765                                         (loop > MEM_CGROUP_MAX_RECLAIM_LOOPS)) {
1766                                         css_put(&victim->css);
1767                                         break;
1768                                 }
1769                         }
1770                 }
1771                 if (!mem_cgroup_reclaimable(victim, noswap)) {
1772                         /* this cgroup's local usage == 0 */
1773                         css_put(&victim->css);
1774                         continue;
1775                 }
1776                 /* we use swappiness of local cgroup */
1777                 if (check_soft) {
1778                         ret = mem_cgroup_shrink_node_zone(victim, gfp_mask,
1779                                 noswap, get_swappiness(victim), zone,
1780                                 &nr_scanned);
1781                         *total_scanned += nr_scanned;
1782                 } else
1783                         ret = try_to_free_mem_cgroup_pages(victim, gfp_mask,
1784                                                 noswap, get_swappiness(victim));
1785                 css_put(&victim->css);
1786                 /*
1787                  * At shrinking usage, we can't check we should stop here or
1788                  * reclaim more. It's depends on callers. last_scanned_child
1789                  * will work enough for keeping fairness under tree.
1790                  */
1791                 if (shrink)
1792                         return ret;
1793                 total += ret;
1794                 if (check_soft) {
1795                         if (!res_counter_soft_limit_excess(&root_mem->res))
1796                                 return total;
1797                 } else if (mem_cgroup_margin(root_mem))
1798                         return total;
1799         }
1800         return total;
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Check OOM-Killer is already running under our hierarchy.
1805  * If someone is running, return false.
1806  */
1807 static bool mem_cgroup_oom_lock(struct mem_cgroup *mem)
1808 {
1809         int x, lock_count = 0;
1810         struct mem_cgroup *iter;
1811
1812         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem) {
1813                 x = atomic_inc_return(&iter->oom_lock);
1814                 lock_count = max(x, lock_count);
1815         }
1816
1817         if (lock_count == 1)
1818                 return true;
1819         return false;
1820 }
1821
1822 static int mem_cgroup_oom_unlock(struct mem_cgroup *mem)
1823 {
1824         struct mem_cgroup *iter;
1825
1826         /*
1827          * When a new child is created while the hierarchy is under oom,
1828          * mem_cgroup_oom_lock() may not be called. We have to use
1829          * atomic_add_unless() here.
1830          */
1831         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
1832                 atomic_add_unless(&iter->oom_lock, -1, 0);
1833         return 0;
1834 }
1835
1836
1837 static DEFINE_MUTEX(memcg_oom_mutex);
1838 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(memcg_oom_waitq);
1839
1840 struct oom_wait_info {
1841         struct mem_cgroup *mem;
1842         wait_queue_t    wait;
1843 };
1844
1845 static int memcg_oom_wake_function(wait_queue_t *wait,
1846         unsigned mode, int sync, void *arg)
1847 {
1848         struct mem_cgroup *wake_mem = (struct mem_cgroup *)arg;
1849         struct oom_wait_info *oom_wait_info;
1850
1851         oom_wait_info = container_of(wait, struct oom_wait_info, wait);
1852
1853         if (oom_wait_info->mem == wake_mem)
1854                 goto wakeup;
1855         /* if no hierarchy, no match */
1856         if (!oom_wait_info->mem->use_hierarchy || !wake_mem->use_hierarchy)
1857                 return 0;
1858         /*
1859          * Both of oom_wait_info->mem and wake_mem are stable under us.
1860          * Then we can use css_is_ancestor without taking care of RCU.
1861          */
1862         if (!css_is_ancestor(&oom_wait_info->mem->css, &wake_mem->css) &&
1863             !css_is_ancestor(&wake_mem->css, &oom_wait_info->mem->css))
1864                 return 0;
1865
1866 wakeup:
1867         return autoremove_wake_function(wait, mode, sync, arg);
1868 }
1869
1870 static void memcg_wakeup_oom(struct mem_cgroup *mem)
1871 {
1872         /* for filtering, pass "mem" as argument. */
1873         __wake_up(&memcg_oom_waitq, TASK_NORMAL, 0, mem);
1874 }
1875
1876 static void memcg_oom_recover(struct mem_cgroup *mem)
1877 {
1878         if (mem && atomic_read(&mem->oom_lock))
1879                 memcg_wakeup_oom(mem);
1880 }
1881
1882 /*
1883  * try to call OOM killer. returns false if we should exit memory-reclaim loop.
1884  */
1885 bool mem_cgroup_handle_oom(struct mem_cgroup *mem, gfp_t mask)
1886 {
1887         struct oom_wait_info owait;
1888         bool locked, need_to_kill;
1889
1890         owait.mem = mem;
1891         owait.wait.flags = 0;
1892         owait.wait.func = memcg_oom_wake_function;
1893         owait.wait.private = current;
1894         INIT_LIST_HEAD(&owait.wait.task_list);
1895         need_to_kill = true;
1896         /* At first, try to OOM lock hierarchy under mem.*/
1897         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1898         locked = mem_cgroup_oom_lock(mem);
1899         /*
1900          * Even if signal_pending(), we can't quit charge() loop without
1901          * accounting. So, UNINTERRUPTIBLE is appropriate. But SIGKILL
1902          * under OOM is always welcomed, use TASK_KILLABLE here.
1903          */
1904         prepare_to_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait, TASK_KILLABLE);
1905         if (!locked || mem->oom_kill_disable)
1906                 need_to_kill = false;
1907         if (locked)
1908                 mem_cgroup_oom_notify(mem);
1909         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1910
1911         if (need_to_kill) {
1912                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1913                 mem_cgroup_out_of_memory(mem, mask);
1914         } else {
1915                 schedule();
1916                 finish_wait(&memcg_oom_waitq, &owait.wait);
1917         }
1918         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
1919         mem_cgroup_oom_unlock(mem);
1920         memcg_wakeup_oom(mem);
1921         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
1922
1923         if (test_thread_flag(TIF_MEMDIE) || fatal_signal_pending(current))
1924                 return false;
1925         /* Give chance to dying process */
1926         schedule_timeout(1);
1927         return true;
1928 }
1929
1930 /*
1931  * Currently used to update mapped file statistics, but the routine can be
1932  * generalized to update other statistics as well.
1933  *
1934  * Notes: Race condition
1935  *
1936  * We usually use page_cgroup_lock() for accessing page_cgroup member but
1937  * it tends to be costly. But considering some conditions, we doesn't need
1938  * to do so _always_.
1939  *
1940  * Considering "charge", lock_page_cgroup() is not required because all
1941  * file-stat operations happen after a page is attached to radix-tree. There
1942  * are no race with "charge".
1943  *
1944  * Considering "uncharge", we know that memcg doesn't clear pc->mem_cgroup
1945  * at "uncharge" intentionally. So, we always see valid pc->mem_cgroup even
1946  * if there are race with "uncharge". Statistics itself is properly handled
1947  * by flags.
1948  *
1949  * Considering "move", this is an only case we see a race. To make the race
1950  * small, we check MEM_CGROUP_ON_MOVE percpu value and detect there are
1951  * possibility of race condition. If there is, we take a lock.
1952  */
1953
1954 void mem_cgroup_update_page_stat(struct page *page,
1955                                  enum mem_cgroup_page_stat_item idx, int val)
1956 {
1957         struct mem_cgroup *mem;
1958         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
1959         bool need_unlock = false;
1960         unsigned long uninitialized_var(flags);
1961
1962         if (unlikely(!pc))
1963                 return;
1964
1965         rcu_read_lock();
1966         mem = pc->mem_cgroup;
1967         if (unlikely(!mem || !PageCgroupUsed(pc)))
1968                 goto out;
1969         /* pc->mem_cgroup is unstable ? */
1970         if (unlikely(mem_cgroup_stealed(mem)) || PageTransHuge(page)) {
1971                 /* take a lock against to access pc->mem_cgroup */
1972                 move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
1973                 need_unlock = true;
1974                 mem = pc->mem_cgroup;
1975                 if (!mem || !PageCgroupUsed(pc))
1976                         goto out;
1977         }
1978
1979         switch (idx) {
1980         case MEMCG_NR_FILE_MAPPED:
1981                 if (val > 0)
1982                         SetPageCgroupFileMapped(pc);
1983                 else if (!page_mapped(page))
1984                         ClearPageCgroupFileMapped(pc);
1985                 idx = MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED;
1986                 break;
1987         default:
1988                 BUG();
1989         }
1990
1991         this_cpu_add(mem->stat->count[idx], val);
1992
1993 out:
1994         if (unlikely(need_unlock))
1995                 move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
1996         rcu_read_unlock();
1997         return;
1998 }
1999 EXPORT_SYMBOL(mem_cgroup_update_page_stat);
2000
2001 /*
2002  * size of first charge trial. "32" comes from vmscan.c's magic value.
2003  * TODO: maybe necessary to use big numbers in big irons.
2004  */
2005 #define CHARGE_BATCH    32U
2006 struct memcg_stock_pcp {
2007         struct mem_cgroup *cached; /* this never be root cgroup */
2008         unsigned int nr_pages;
2009         struct work_struct work;
2010         unsigned long flags;
2011 #define FLUSHING_CACHED_CHARGE  (0)
2012 };
2013 static DEFINE_PER_CPU(struct memcg_stock_pcp, memcg_stock);
2014 static DEFINE_MUTEX(percpu_charge_mutex);
2015
2016 /*
2017  * Try to consume stocked charge on this cpu. If success, one page is consumed
2018  * from local stock and true is returned. If the stock is 0 or charges from a
2019  * cgroup which is not current target, returns false. This stock will be
2020  * refilled.
2021  */
2022 static bool consume_stock(struct mem_cgroup *mem)
2023 {
2024         struct memcg_stock_pcp *stock;
2025         bool ret = true;
2026
2027         stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2028         if (mem == stock->cached && stock->nr_pages)
2029                 stock->nr_pages--;
2030         else /* need to call res_counter_charge */
2031                 ret = false;
2032         put_cpu_var(memcg_stock);
2033         return ret;
2034 }
2035
2036 /*
2037  * Returns stocks cached in percpu to res_counter and reset cached information.
2038  */
2039 static void drain_stock(struct memcg_stock_pcp *stock)
2040 {
2041         struct mem_cgroup *old = stock->cached;
2042
2043         if (stock->nr_pages) {
2044                 unsigned long bytes = stock->nr_pages * PAGE_SIZE;
2045
2046                 res_counter_uncharge(&old->res, bytes);
2047                 if (do_swap_account)
2048                         res_counter_uncharge(&old->memsw, bytes);
2049                 stock->nr_pages = 0;
2050         }
2051         stock->cached = NULL;
2052 }
2053
2054 /*
2055  * This must be called under preempt disabled or must be called by
2056  * a thread which is pinned to local cpu.
2057  */
2058 static void drain_local_stock(struct work_struct *dummy)
2059 {
2060         struct memcg_stock_pcp *stock = &__get_cpu_var(memcg_stock);
2061         drain_stock(stock);
2062         clear_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags);
2063 }
2064
2065 /*
2066  * Cache charges(val) which is from res_counter, to local per_cpu area.
2067  * This will be consumed by consume_stock() function, later.
2068  */
2069 static void refill_stock(struct mem_cgroup *mem, unsigned int nr_pages)
2070 {
2071         struct memcg_stock_pcp *stock = &get_cpu_var(memcg_stock);
2072
2073         if (stock->cached != mem) { /* reset if necessary */
2074                 drain_stock(stock);
2075                 stock->cached = mem;
2076         }
2077         stock->nr_pages += nr_pages;
2078         put_cpu_var(memcg_stock);
2079 }
2080
2081 /*
2082  * Tries to drain stocked charges in other cpus. This function is asynchronous
2083  * and just put a work per cpu for draining localy on each cpu. Caller can
2084  * expects some charges will be back to res_counter later but cannot wait for
2085  * it.
2086  */
2087 static void drain_all_stock_async(struct mem_cgroup *root_mem)
2088 {
2089         int cpu, curcpu;
2090         /*
2091          * If someone calls draining, avoid adding more kworker runs.
2092          */
2093         if (!mutex_trylock(&percpu_charge_mutex))
2094                 return;
2095         /* Notify other cpus that system-wide "drain" is running */
2096         get_online_cpus();
2097         /*
2098          * Get a hint for avoiding draining charges on the current cpu,
2099          * which must be exhausted by our charging.  It is not required that
2100          * this be a precise check, so we use raw_smp_processor_id() instead of
2101          * getcpu()/putcpu().
2102          */
2103         curcpu = raw_smp_processor_id();
2104         for_each_online_cpu(cpu) {
2105                 struct memcg_stock_pcp *stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2106                 struct mem_cgroup *mem;
2107
2108                 if (cpu == curcpu)
2109                         continue;
2110
2111                 mem = stock->cached;
2112                 if (!mem)
2113                         continue;
2114                 if (mem != root_mem) {
2115                         if (!root_mem->use_hierarchy)
2116                                 continue;
2117                         /* check whether "mem" is under tree of "root_mem" */
2118                         if (!css_is_ancestor(&mem->css, &root_mem->css))
2119                                 continue;
2120                 }
2121                 if (!test_and_set_bit(FLUSHING_CACHED_CHARGE, &stock->flags))
2122                         schedule_work_on(cpu, &stock->work);
2123         }
2124         put_online_cpus();
2125         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2126         /* We don't wait for flush_work */
2127 }
2128
2129 /* This is a synchronous drain interface. */
2130 static void drain_all_stock_sync(void)
2131 {
2132         /* called when force_empty is called */
2133         mutex_lock(&percpu_charge_mutex);
2134         schedule_on_each_cpu(drain_local_stock);
2135         mutex_unlock(&percpu_charge_mutex);
2136 }
2137
2138 /*
2139  * This function drains percpu counter value from DEAD cpu and
2140  * move it to local cpu. Note that this function can be preempted.
2141  */
2142 static void mem_cgroup_drain_pcp_counter(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2143 {
2144         int i;
2145
2146         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2147         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_STAT_DATA; i++) {
2148                 long x = per_cpu(mem->stat->count[i], cpu);
2149
2150                 per_cpu(mem->stat->count[i], cpu) = 0;
2151                 mem->nocpu_base.count[i] += x;
2152         }
2153         for (i = 0; i < MEM_CGROUP_EVENTS_NSTATS; i++) {
2154                 unsigned long x = per_cpu(mem->stat->events[i], cpu);
2155
2156                 per_cpu(mem->stat->events[i], cpu) = 0;
2157                 mem->nocpu_base.events[i] += x;
2158         }
2159         /* need to clear ON_MOVE value, works as a kind of lock. */
2160         per_cpu(mem->stat->count[MEM_CGROUP_ON_MOVE], cpu) = 0;
2161         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2162 }
2163
2164 static void synchronize_mem_cgroup_on_move(struct mem_cgroup *mem, int cpu)
2165 {
2166         int idx = MEM_CGROUP_ON_MOVE;
2167
2168         spin_lock(&mem->pcp_counter_lock);
2169         per_cpu(mem->stat->count[idx], cpu) = mem->nocpu_base.count[idx];
2170         spin_unlock(&mem->pcp_counter_lock);
2171 }
2172
2173 static int __cpuinit memcg_cpu_hotplug_callback(struct notifier_block *nb,
2174                                         unsigned long action,
2175                                         void *hcpu)
2176 {
2177         int cpu = (unsigned long)hcpu;
2178         struct memcg_stock_pcp *stock;
2179         struct mem_cgroup *iter;
2180
2181         if ((action == CPU_ONLINE)) {
2182                 for_each_mem_cgroup_all(iter)
2183                         synchronize_mem_cgroup_on_move(iter, cpu);
2184                 return NOTIFY_OK;
2185         }
2186
2187         if ((action != CPU_DEAD) || action != CPU_DEAD_FROZEN)
2188                 return NOTIFY_OK;
2189
2190         for_each_mem_cgroup_all(iter)
2191                 mem_cgroup_drain_pcp_counter(iter, cpu);
2192
2193         stock = &per_cpu(memcg_stock, cpu);
2194         drain_stock(stock);
2195         return NOTIFY_OK;
2196 }
2197
2198
2199 /* See __mem_cgroup_try_charge() for details */
2200 enum {
2201         CHARGE_OK,              /* success */
2202         CHARGE_RETRY,           /* need to retry but retry is not bad */
2203         CHARGE_NOMEM,           /* we can't do more. return -ENOMEM */
2204         CHARGE_WOULDBLOCK,      /* GFP_WAIT wasn't set and no enough res. */
2205         CHARGE_OOM_DIE,         /* the current is killed because of OOM */
2206 };
2207
2208 static int mem_cgroup_do_charge(struct mem_cgroup *mem, gfp_t gfp_mask,
2209                                 unsigned int nr_pages, bool oom_check)
2210 {
2211         unsigned long csize = nr_pages * PAGE_SIZE;
2212         struct mem_cgroup *mem_over_limit;
2213         struct res_counter *fail_res;
2214         unsigned long flags = 0;
2215         int ret;
2216
2217         ret = res_counter_charge(&mem->res, csize, &fail_res);
2218
2219         if (likely(!ret)) {
2220                 if (!do_swap_account)
2221                         return CHARGE_OK;
2222                 ret = res_counter_charge(&mem->memsw, csize, &fail_res);
2223                 if (likely(!ret))
2224                         return CHARGE_OK;
2225
2226                 res_counter_uncharge(&mem->res, csize);
2227                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, memsw);
2228                 flags |= MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP;
2229         } else
2230                 mem_over_limit = mem_cgroup_from_res_counter(fail_res, res);
2231         /*
2232          * nr_pages can be either a huge page (HPAGE_PMD_NR), a batch
2233          * of regular pages (CHARGE_BATCH), or a single regular page (1).
2234          *
2235          * Never reclaim on behalf of optional batching, retry with a
2236          * single page instead.
2237          */
2238         if (nr_pages == CHARGE_BATCH)
2239                 return CHARGE_RETRY;
2240
2241         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT))
2242                 return CHARGE_WOULDBLOCK;
2243
2244         ret = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mem_over_limit, NULL,
2245                                               gfp_mask, flags, NULL);
2246         if (mem_cgroup_margin(mem_over_limit) >= nr_pages)
2247                 return CHARGE_RETRY;
2248         /*
2249          * Even though the limit is exceeded at this point, reclaim
2250          * may have been able to free some pages.  Retry the charge
2251          * before killing the task.
2252          *
2253          * Only for regular pages, though: huge pages are rather
2254          * unlikely to succeed so close to the limit, and we fall back
2255          * to regular pages anyway in case of failure.
2256          */
2257         if (nr_pages == 1 && ret)
2258                 return CHARGE_RETRY;
2259
2260         /*
2261          * At task move, charge accounts can be doubly counted. So, it's
2262          * better to wait until the end of task_move if something is going on.
2263          */
2264         if (mem_cgroup_wait_acct_move(mem_over_limit))
2265                 return CHARGE_RETRY;
2266
2267         /* If we don't need to call oom-killer at el, return immediately */
2268         if (!oom_check)
2269                 return CHARGE_NOMEM;
2270         /* check OOM */
2271         if (!mem_cgroup_handle_oom(mem_over_limit, gfp_mask))
2272                 return CHARGE_OOM_DIE;
2273
2274         return CHARGE_RETRY;
2275 }
2276
2277 /*
2278  * Unlike exported interface, "oom" parameter is added. if oom==true,
2279  * oom-killer can be invoked.
2280  */
2281 static int __mem_cgroup_try_charge(struct mm_struct *mm,
2282                                    gfp_t gfp_mask,
2283                                    unsigned int nr_pages,
2284                                    struct mem_cgroup **memcg,
2285                                    bool oom)
2286 {
2287         unsigned int batch = max(CHARGE_BATCH, nr_pages);
2288         int nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2289         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2290         int ret;
2291
2292         /*
2293          * Unlike gloval-vm's OOM-kill, we're not in memory shortage
2294          * in system level. So, allow to go ahead dying process in addition to
2295          * MEMDIE process.
2296          */
2297         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_MEMDIE)
2298                      || fatal_signal_pending(current)))
2299                 goto bypass;
2300
2301         /*
2302          * We always charge the cgroup the mm_struct belongs to.
2303          * The mm_struct's mem_cgroup changes on task migration if the
2304          * thread group leader migrates. It's possible that mm is not
2305          * set, if so charge the init_mm (happens for pagecache usage).
2306          */
2307         if (!*memcg && !mm)
2308                 goto bypass;
2309 again:
2310         if (*memcg) { /* css should be a valid one */
2311                 mem = *memcg;
2312                 VM_BUG_ON(css_is_removed(&mem->css));
2313                 if (mem_cgroup_is_root(mem))
2314                         goto done;
2315                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem))
2316                         goto done;
2317                 css_get(&mem->css);
2318         } else {
2319                 struct task_struct *p;
2320
2321                 rcu_read_lock();
2322                 p = rcu_dereference(mm->owner);
2323                 /*
2324                  * Because we don't have task_lock(), "p" can exit.
2325                  * In that case, "mem" can point to root or p can be NULL with
2326                  * race with swapoff. Then, we have small risk of mis-accouning.
2327                  * But such kind of mis-account by race always happens because
2328                  * we don't have cgroup_mutex(). It's overkill and we allo that
2329                  * small race, here.
2330                  * (*) swapoff at el will charge against mm-struct not against
2331                  * task-struct. So, mm->owner can be NULL.
2332                  */
2333                 mem = mem_cgroup_from_task(p);
2334                 if (!mem || mem_cgroup_is_root(mem)) {
2335                         rcu_read_unlock();
2336                         goto done;
2337                 }
2338                 if (nr_pages == 1 && consume_stock(mem)) {
2339                         /*
2340                          * It seems dagerous to access memcg without css_get().
2341                          * But considering how consume_stok works, it's not
2342                          * necessary. If consume_stock success, some charges
2343                          * from this memcg are cached on this cpu. So, we
2344                          * don't need to call css_get()/css_tryget() before
2345                          * calling consume_stock().
2346                          */
2347                         rcu_read_unlock();
2348                         goto done;
2349                 }
2350                 /* after here, we may be blocked. we need to get refcnt */
2351                 if (!css_tryget(&mem->css)) {
2352                         rcu_read_unlock();
2353                         goto again;
2354                 }
2355                 rcu_read_unlock();
2356         }
2357
2358         do {
2359                 bool oom_check;
2360
2361                 /* If killed, bypass charge */
2362                 if (fatal_signal_pending(current)) {
2363                         css_put(&mem->css);
2364                         goto bypass;
2365                 }
2366
2367                 oom_check = false;
2368                 if (oom && !nr_oom_retries) {
2369                         oom_check = true;
2370                         nr_oom_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
2371                 }
2372
2373                 ret = mem_cgroup_do_charge(mem, gfp_mask, batch, oom_check);
2374                 switch (ret) {
2375                 case CHARGE_OK:
2376                         break;
2377                 case CHARGE_RETRY: /* not in OOM situation but retry */
2378                         batch = nr_pages;
2379                         css_put(&mem->css);
2380                         mem = NULL;
2381                         goto again;
2382                 case CHARGE_WOULDBLOCK: /* !__GFP_WAIT */
2383                         css_put(&mem->css);
2384                         goto nomem;
2385                 case CHARGE_NOMEM: /* OOM routine works */
2386                         if (!oom) {
2387                                 css_put(&mem->css);
2388                                 goto nomem;
2389                         }
2390                         /* If oom, we never return -ENOMEM */
2391                         nr_oom_retries--;
2392                         break;
2393                 case CHARGE_OOM_DIE: /* Killed by OOM Killer */
2394                         css_put(&mem->css);
2395                         goto bypass;
2396                 }
2397         } while (ret != CHARGE_OK);
2398
2399         if (batch > nr_pages)
2400                 refill_stock(mem, batch - nr_pages);
2401         css_put(&mem->css);
2402 done:
2403         *memcg = mem;
2404         return 0;
2405 nomem:
2406         *memcg = NULL;
2407         return -ENOMEM;
2408 bypass:
2409         *memcg = NULL;
2410         return 0;
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Somemtimes we have to undo a charge we got by try_charge().
2415  * This function is for that and do uncharge, put css's refcnt.
2416  * gotten by try_charge().
2417  */
2418 static void __mem_cgroup_cancel_charge(struct mem_cgroup *mem,
2419                                        unsigned int nr_pages)
2420 {
2421         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
2422                 unsigned long bytes = nr_pages * PAGE_SIZE;
2423
2424                 res_counter_uncharge(&mem->res, bytes);
2425                 if (do_swap_account)
2426                         res_counter_uncharge(&mem->memsw, bytes);
2427         }
2428 }
2429
2430 /*
2431  * A helper function to get mem_cgroup from ID. must be called under
2432  * rcu_read_lock(). The caller must check css_is_removed() or some if
2433  * it's concern. (dropping refcnt from swap can be called against removed
2434  * memcg.)
2435  */
2436 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_lookup(unsigned short id)
2437 {
2438         struct cgroup_subsys_state *css;
2439
2440         /* ID 0 is unused ID */
2441         if (!id)
2442                 return NULL;
2443         css = css_lookup(&mem_cgroup_subsys, id);
2444         if (!css)
2445                 return NULL;
2446         return container_of(css, struct mem_cgroup, css);
2447 }
2448
2449 struct mem_cgroup *try_get_mem_cgroup_from_page(struct page *page)
2450 {
2451         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2452         struct page_cgroup *pc;
2453         unsigned short id;
2454         swp_entry_t ent;
2455
2456         VM_BUG_ON(!PageLocked(page));
2457
2458         pc = lookup_page_cgroup(page);
2459         lock_page_cgroup(pc);
2460         if (PageCgroupUsed(pc)) {
2461                 mem = pc->mem_cgroup;
2462                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2463                         mem = NULL;
2464         } else if (PageSwapCache(page)) {
2465                 ent.val = page_private(page);
2466                 id = lookup_swap_cgroup(ent);
2467                 rcu_read_lock();
2468                 mem = mem_cgroup_lookup(id);
2469                 if (mem && !css_tryget(&mem->css))
2470                         mem = NULL;
2471                 rcu_read_unlock();
2472         }
2473         unlock_page_cgroup(pc);
2474         return mem;
2475 }
2476
2477 static void __mem_cgroup_commit_charge(struct mem_cgroup *mem,
2478                                        struct page *page,
2479                                        unsigned int nr_pages,
2480                                        struct page_cgroup *pc,
2481                                        enum charge_type ctype)
2482 {
2483         lock_page_cgroup(pc);
2484         if (unlikely(PageCgroupUsed(pc))) {
2485                 unlock_page_cgroup(pc);
2486                 __mem_cgroup_cancel_charge(mem, nr_pages);
2487                 return;
2488         }
2489         /*
2490          * we don't need page_cgroup_lock about tail pages, becase they are not
2491          * accessed by any other context at this point.
2492          */
2493         pc->mem_cgroup = mem;
2494         /*
2495          * We access a page_cgroup asynchronously without lock_page_cgroup().
2496          * Especially when a page_cgroup is taken from a page, pc->mem_cgroup
2497          * is accessed after testing USED bit. To make pc->mem_cgroup visible
2498          * before USED bit, we need memory barrier here.
2499          * See mem_cgroup_add_lru_list(), etc.
2500          */
2501         smp_wmb();
2502         switch (ctype) {
2503         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE:
2504         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM:
2505                 SetPageCgroupCache(pc);
2506                 SetPageCgroupUsed(pc);
2507                 break;
2508         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
2509                 ClearPageCgroupCache(pc);
2510                 SetPageCgroupUsed(pc);
2511                 break;
2512         default:
2513                 break;
2514         }
2515
2516         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2517         unlock_page_cgroup(pc);
2518         /*
2519          * "charge_statistics" updated event counter. Then, check it.
2520          * Insert ancestor (and ancestor's ancestors), to softlimit RB-tree.
2521          * if they exceeds softlimit.
2522          */
2523         memcg_check_events(mem, page);
2524 }
2525
2526 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
2527
2528 #define PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT ((1 << PCG_LOCK) | (1 << PCG_MOVE_LOCK) |\
2529                         (1 << PCG_ACCT_LRU) | (1 << PCG_MIGRATION))
2530 /*
2531  * Because tail pages are not marked as "used", set it. We're under
2532  * zone->lru_lock, 'splitting on pmd' and compund_lock.
2533  */
2534 void mem_cgroup_split_huge_fixup(struct page *head, struct page *tail)
2535 {
2536         struct page_cgroup *head_pc = lookup_page_cgroup(head);
2537         struct page_cgroup *tail_pc = lookup_page_cgroup(tail);
2538         unsigned long flags;
2539
2540         if (mem_cgroup_disabled())
2541                 return;
2542         /*
2543          * We have no races with charge/uncharge but will have races with
2544          * page state accounting.
2545          */
2546         move_lock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2547
2548         tail_pc->mem_cgroup = head_pc->mem_cgroup;
2549         smp_wmb(); /* see __commit_charge() */
2550         if (PageCgroupAcctLRU(head_pc)) {
2551                 enum lru_list lru;
2552                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
2553
2554                 /*
2555                  * LRU flags cannot be copied because we need to add tail
2556                  *.page to LRU by generic call and our hook will be called.
2557                  * We hold lru_lock, then, reduce counter directly.
2558                  */
2559                 lru = page_lru(head);
2560                 mz = page_cgroup_zoneinfo(head_pc->mem_cgroup, head);
2561                 MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru) -= 1;
2562         }
2563         tail_pc->flags = head_pc->flags & ~PCGF_NOCOPY_AT_SPLIT;
2564         move_unlock_page_cgroup(head_pc, &flags);
2565 }
2566 #endif
2567
2568 /**
2569  * mem_cgroup_move_account - move account of the page
2570  * @page: the page
2571  * @nr_pages: number of regular pages (>1 for huge pages)
2572  * @pc: page_cgroup of the page.
2573  * @from: mem_cgroup which the page is moved from.
2574  * @to: mem_cgroup which the page is moved to. @from != @to.
2575  * @uncharge: whether we should call uncharge and css_put against @from.
2576  *
2577  * The caller must confirm following.
2578  * - page is not on LRU (isolate_page() is useful.)
2579  * - compound_lock is held when nr_pages > 1
2580  *
2581  * This function doesn't do "charge" nor css_get to new cgroup. It should be
2582  * done by a caller(__mem_cgroup_try_charge would be useful). If @uncharge is
2583  * true, this function does "uncharge" from old cgroup, but it doesn't if
2584  * @uncharge is false, so a caller should do "uncharge".
2585  */
2586 static int mem_cgroup_move_account(struct page *page,
2587                                    unsigned int nr_pages,
2588                                    struct page_cgroup *pc,
2589                                    struct mem_cgroup *from,
2590                                    struct mem_cgroup *to,
2591                                    bool uncharge)
2592 {
2593         unsigned long flags;
2594         int ret;
2595
2596         VM_BUG_ON(from == to);
2597         VM_BUG_ON(PageLRU(page));
2598         /*
2599          * The page is isolated from LRU. So, collapse function
2600          * will not handle this page. But page splitting can happen.
2601          * Do this check under compound_page_lock(). The caller should
2602          * hold it.
2603          */
2604         ret = -EBUSY;
2605         if (nr_pages > 1 && !PageTransHuge(page))
2606                 goto out;
2607
2608         lock_page_cgroup(pc);
2609
2610         ret = -EINVAL;
2611         if (!PageCgroupUsed(pc) || pc->mem_cgroup != from)
2612                 goto unlock;
2613
2614         move_lock_page_cgroup(pc, &flags);
2615
2616         if (PageCgroupFileMapped(pc)) {
2617                 /* Update mapped_file data for mem_cgroup */
2618                 preempt_disable();
2619                 __this_cpu_dec(from->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2620                 __this_cpu_inc(to->stat->count[MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED]);
2621                 preempt_enable();
2622         }
2623         mem_cgroup_charge_statistics(from, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
2624         if (uncharge)
2625                 /* This is not "cancel", but cancel_charge does all we need. */
2626                 __mem_cgroup_cancel_charge(from, nr_pages);
2627
2628         /* caller should have done css_get */
2629         pc->mem_cgroup = to;
2630         mem_cgroup_charge_statistics(to, PageCgroupCache(pc), nr_pages);
2631         /*
2632          * We charges against "to" which may not have any tasks. Then, "to"
2633          * can be under rmdir(). But in current implementation, caller of
2634          * this function is just force_empty() and move charge, so it's
2635          * guaranteed that "to" is never removed. So, we don't check rmdir
2636          * status here.
2637          */
2638         move_unlock_page_cgroup(pc, &flags);
2639         ret = 0;
2640 unlock:
2641         unlock_page_cgroup(pc);
2642         /*
2643          * check events
2644          */
2645         memcg_check_events(to, page);
2646         memcg_check_events(from, page);
2647 out:
2648         return ret;
2649 }
2650
2651 /*
2652  * move charges to its parent.
2653  */
2654
2655 static int mem_cgroup_move_parent(struct page *page,
2656                                   struct page_cgroup *pc,
2657                                   struct mem_cgroup *child,
2658                                   gfp_t gfp_mask)
2659 {
2660         struct cgroup *cg = child->css.cgroup;
2661         struct cgroup *pcg = cg->parent;
2662         struct mem_cgroup *parent;
2663         unsigned int nr_pages;
2664         unsigned long uninitialized_var(flags);
2665         int ret;
2666
2667         /* Is ROOT ? */
2668         if (!pcg)
2669                 return -EINVAL;
2670
2671         ret = -EBUSY;
2672         if (!get_page_unless_zero(page))
2673                 goto out;
2674         if (isolate_lru_page(page))
2675                 goto put;
2676
2677         nr_pages = hpage_nr_pages(page);
2678
2679         parent = mem_cgroup_from_cont(pcg);
2680         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, nr_pages, &parent, false);
2681         if (ret || !parent)
2682                 goto put_back;
2683
2684         if (nr_pages > 1)
2685                 flags = compound_lock_irqsave(page);
2686
2687         ret = mem_cgroup_move_account(page, nr_pages, pc, child, parent, true);
2688         if (ret)
2689                 __mem_cgroup_cancel_charge(parent, nr_pages);
2690
2691         if (nr_pages > 1)
2692                 compound_unlock_irqrestore(page, flags);
2693 put_back:
2694         putback_lru_page(page);
2695 put:
2696         put_page(page);
2697 out:
2698         return ret;
2699 }
2700
2701 /*
2702  * Charge the memory controller for page usage.
2703  * Return
2704  * 0 if the charge was successful
2705  * < 0 if the cgroup is over its limit
2706  */
2707 static int mem_cgroup_charge_common(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2708                                 gfp_t gfp_mask, enum charge_type ctype)
2709 {
2710         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2711         unsigned int nr_pages = 1;
2712         struct page_cgroup *pc;
2713         bool oom = true;
2714         int ret;
2715
2716         if (PageTransHuge(page)) {
2717                 nr_pages <<= compound_order(page);
2718                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
2719                 /*
2720                  * Never OOM-kill a process for a huge page.  The
2721                  * fault handler will fall back to regular pages.
2722                  */
2723                 oom = false;
2724         }
2725
2726         pc = lookup_page_cgroup(page);
2727         BUG_ON(!pc); /* XXX: remove this and move pc lookup into commit */
2728
2729         ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, nr_pages, &mem, oom);
2730         if (ret || !mem)
2731                 return ret;
2732
2733         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, nr_pages, pc, ctype);
2734         return 0;
2735 }
2736
2737 int mem_cgroup_newpage_charge(struct page *page,
2738                               struct mm_struct *mm, gfp_t gfp_mask)
2739 {
2740         if (mem_cgroup_disabled())
2741                 return 0;
2742         /*
2743          * If already mapped, we don't have to account.
2744          * If page cache, page->mapping has address_space.
2745          * But page->mapping may have out-of-use anon_vma pointer,
2746          * detecit it by PageAnon() check. newly-mapped-anon's page->mapping
2747          * is NULL.
2748          */
2749         if (page_mapped(page) || (page->mapping && !PageAnon(page)))
2750                 return 0;
2751         if (unlikely(!mm))
2752                 mm = &init_mm;
2753         return mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2754                                 MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2755 }
2756
2757 static void
2758 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2759                                         enum charge_type ctype);
2760
2761 static void
2762 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(struct page *page, struct mem_cgroup *mem,
2763                                         enum charge_type ctype)
2764 {
2765         struct page_cgroup *pc = lookup_page_cgroup(page);
2766         /*
2767          * In some case, SwapCache, FUSE(splice_buf->radixtree), the page
2768          * is already on LRU. It means the page may on some other page_cgroup's
2769          * LRU. Take care of it.
2770          */
2771         mem_cgroup_lru_del_before_commit(page);
2772         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
2773         mem_cgroup_lru_add_after_commit(page);
2774         return;
2775 }
2776
2777 int mem_cgroup_cache_charge(struct page *page, struct mm_struct *mm,
2778                                 gfp_t gfp_mask)
2779 {
2780         struct mem_cgroup *mem = NULL;
2781         int ret;
2782
2783         if (mem_cgroup_disabled())
2784                 return 0;
2785         if (PageCompound(page))
2786                 return 0;
2787         /*
2788          * Corner case handling. This is called from add_to_page_cache()
2789          * in usual. But some FS (shmem) precharges this page before calling it
2790          * and call add_to_page_cache() with GFP_NOWAIT.
2791          *
2792          * For GFP_NOWAIT case, the page may be pre-charged before calling
2793          * add_to_page_cache(). (See shmem.c) check it here and avoid to call
2794          * charge twice. (It works but has to pay a bit larger cost.)
2795          * And when the page is SwapCache, it should take swap information
2796          * into account. This is under lock_page() now.
2797          */
2798         if (!(gfp_mask & __GFP_WAIT)) {
2799                 struct page_cgroup *pc;
2800
2801                 pc = lookup_page_cgroup(page);
2802                 if (!pc)
2803                         return 0;
2804                 lock_page_cgroup(pc);
2805                 if (PageCgroupUsed(pc)) {
2806                         unlock_page_cgroup(pc);
2807                         return 0;
2808                 }
2809                 unlock_page_cgroup(pc);
2810         }
2811
2812         if (unlikely(!mm))
2813                 mm = &init_mm;
2814
2815         if (page_is_file_cache(page)) {
2816                 ret = __mem_cgroup_try_charge(mm, gfp_mask, 1, &mem, true);
2817                 if (ret || !mem)
2818                         return ret;
2819
2820                 /*
2821                  * FUSE reuses pages without going through the final
2822                  * put that would remove them from the LRU list, make
2823                  * sure that they get relinked properly.
2824                  */
2825                 __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, mem,
2826                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
2827                 return ret;
2828         }
2829         /* shmem */
2830         if (PageSwapCache(page)) {
2831                 ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
2832                 if (!ret)
2833                         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, mem,
2834                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2835         } else
2836                 ret = mem_cgroup_charge_common(page, mm, gfp_mask,
2837                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM);
2838
2839         return ret;
2840 }
2841
2842 /*
2843  * While swap-in, try_charge -> commit or cancel, the page is locked.
2844  * And when try_charge() successfully returns, one refcnt to memcg without
2845  * struct page_cgroup is acquired. This refcnt will be consumed by
2846  * "commit()" or removed by "cancel()"
2847  */
2848 int mem_cgroup_try_charge_swapin(struct mm_struct *mm,
2849                                  struct page *page,
2850                                  gfp_t mask, struct mem_cgroup **ptr)
2851 {
2852         struct mem_cgroup *mem;
2853         int ret;
2854
2855         *ptr = NULL;
2856
2857         if (mem_cgroup_disabled())
2858                 return 0;
2859
2860         if (!do_swap_account)
2861                 goto charge_cur_mm;
2862         /*
2863          * A racing thread's fault, or swapoff, may have already updated
2864          * the pte, and even removed page from swap cache: in those cases
2865          * do_swap_page()'s pte_same() test will fail; but there's also a
2866          * KSM case which does need to charge the page.
2867          */
2868         if (!PageSwapCache(page))
2869                 goto charge_cur_mm;
2870         mem = try_get_mem_cgroup_from_page(page);
2871         if (!mem)
2872                 goto charge_cur_mm;
2873         *ptr = mem;
2874         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, mask, 1, ptr, true);
2875         css_put(&mem->css);
2876         return ret;
2877 charge_cur_mm:
2878         if (unlikely(!mm))
2879                 mm = &init_mm;
2880         return __mem_cgroup_try_charge(mm, mask, 1, ptr, true);
2881 }
2882
2883 static void
2884 __mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr,
2885                                         enum charge_type ctype)
2886 {
2887         if (mem_cgroup_disabled())
2888                 return;
2889         if (!ptr)
2890                 return;
2891         cgroup_exclude_rmdir(&ptr->css);
2892
2893         __mem_cgroup_commit_charge_lrucare(page, ptr, ctype);
2894         /*
2895          * Now swap is on-memory. This means this page may be
2896          * counted both as mem and swap....double count.
2897          * Fix it by uncharging from memsw. Basically, this SwapCache is stable
2898          * under lock_page(). But in do_swap_page()::memory.c, reuse_swap_page()
2899          * may call delete_from_swap_cache() before reach here.
2900          */
2901         if (do_swap_account && PageSwapCache(page)) {
2902                 swp_entry_t ent = {.val = page_private(page)};
2903                 unsigned short id;
2904                 struct mem_cgroup *memcg;
2905
2906                 id = swap_cgroup_record(ent, 0);
2907                 rcu_read_lock();
2908                 memcg = mem_cgroup_lookup(id);
2909                 if (memcg) {
2910                         /*
2911                          * This recorded memcg can be obsolete one. So, avoid
2912                          * calling css_tryget
2913                          */
2914                         if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
2915                                 res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
2916                         mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
2917                         mem_cgroup_put(memcg);
2918                 }
2919                 rcu_read_unlock();
2920         }
2921         /*
2922          * At swapin, we may charge account against cgroup which has no tasks.
2923          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
2924          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
2925          */
2926         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&ptr->css);
2927 }
2928
2929 void mem_cgroup_commit_charge_swapin(struct page *page, struct mem_cgroup *ptr)
2930 {
2931         __mem_cgroup_commit_charge_swapin(page, ptr,
2932                                         MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
2933 }
2934
2935 void mem_cgroup_cancel_charge_swapin(struct mem_cgroup *mem)
2936 {
2937         if (mem_cgroup_disabled())
2938                 return;
2939         if (!mem)
2940                 return;
2941         __mem_cgroup_cancel_charge(mem, 1);
2942 }
2943
2944 static void mem_cgroup_do_uncharge(struct mem_cgroup *mem,
2945                                    unsigned int nr_pages,
2946                                    const enum charge_type ctype)
2947 {
2948         struct memcg_batch_info *batch = NULL;
2949         bool uncharge_memsw = true;
2950
2951         /* If swapout, usage of swap doesn't decrease */
2952         if (!do_swap_account || ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT)
2953                 uncharge_memsw = false;
2954
2955         batch = &current->memcg_batch;
2956         /*
2957          * In usual, we do css_get() when we remember memcg pointer.
2958          * But in this case, we keep res->usage until end of a series of
2959          * uncharges. Then, it's ok to ignore memcg's refcnt.
2960          */
2961         if (!batch->memcg)
2962                 batch->memcg = mem;
2963         /*
2964          * do_batch > 0 when unmapping pages or inode invalidate/truncate.
2965          * In those cases, all pages freed continuously can be expected to be in
2966          * the same cgroup and we have chance to coalesce uncharges.
2967          * But we do uncharge one by one if this is killed by OOM(TIF_MEMDIE)
2968          * because we want to do uncharge as soon as possible.
2969          */
2970
2971         if (!batch->do_batch || test_thread_flag(TIF_MEMDIE))
2972                 goto direct_uncharge;
2973
2974         if (nr_pages > 1)
2975                 goto direct_uncharge;
2976
2977         /*
2978          * In typical case, batch->memcg == mem. This means we can
2979          * merge a series of uncharges to an uncharge of res_counter.
2980          * If not, we uncharge res_counter ony by one.
2981          */
2982         if (batch->memcg != mem)
2983                 goto direct_uncharge;
2984         /* remember freed charge and uncharge it later */
2985         batch->nr_pages++;
2986         if (uncharge_memsw)
2987                 batch->memsw_nr_pages++;
2988         return;
2989 direct_uncharge:
2990         res_counter_uncharge(&mem->res, nr_pages * PAGE_SIZE);
2991         if (uncharge_memsw)
2992                 res_counter_uncharge(&mem->memsw, nr_pages * PAGE_SIZE);
2993         if (unlikely(batch->memcg != mem))
2994                 memcg_oom_recover(mem);
2995         return;
2996 }
2997
2998 /*
2999  * uncharge if !page_mapped(page)
3000  */
3001 static struct mem_cgroup *
3002 __mem_cgroup_uncharge_common(struct page *page, enum charge_type ctype)
3003 {
3004         struct mem_cgroup *mem = NULL;
3005         unsigned int nr_pages = 1;
3006         struct page_cgroup *pc;
3007
3008         if (mem_cgroup_disabled())
3009                 return NULL;
3010
3011         if (PageSwapCache(page))
3012                 return NULL;
3013
3014         if (PageTransHuge(page)) {
3015                 nr_pages <<= compound_order(page);
3016                 VM_BUG_ON(!PageTransHuge(page));
3017         }
3018         /*
3019          * Check if our page_cgroup is valid
3020          */
3021         pc = lookup_page_cgroup(page);
3022         if (unlikely(!pc || !PageCgroupUsed(pc)))
3023                 return NULL;
3024
3025         lock_page_cgroup(pc);
3026
3027         mem = pc->mem_cgroup;
3028
3029         if (!PageCgroupUsed(pc))
3030                 goto unlock_out;
3031
3032         switch (ctype) {
3033         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED:
3034         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP:
3035                 /* See mem_cgroup_prepare_migration() */
3036                 if (page_mapped(page) || PageCgroupMigration(pc))
3037                         goto unlock_out;
3038                 break;
3039         case MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT:
3040                 if (!PageAnon(page)) {  /* Shared memory */
3041                         if (page->mapping && !page_is_file_cache(page))
3042                                 goto unlock_out;
3043                 } else if (page_mapped(page)) /* Anon */
3044                                 goto unlock_out;
3045                 break;
3046         default:
3047                 break;
3048         }
3049
3050         mem_cgroup_charge_statistics(mem, PageCgroupCache(pc), -nr_pages);
3051
3052         ClearPageCgroupUsed(pc);
3053         /*
3054          * pc->mem_cgroup is not cleared here. It will be accessed when it's
3055          * freed from LRU. This is safe because uncharged page is expected not
3056          * to be reused (freed soon). Exception is SwapCache, it's handled by
3057          * special functions.
3058          */
3059
3060         unlock_page_cgroup(pc);
3061         /*
3062          * even after unlock, we have mem->res.usage here and this memcg
3063          * will never be freed.
3064          */
3065         memcg_check_events(mem, page);
3066         if (do_swap_account && ctype == MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT) {
3067                 mem_cgroup_swap_statistics(mem, true);
3068                 mem_cgroup_get(mem);
3069         }
3070         if (!mem_cgroup_is_root(mem))
3071                 mem_cgroup_do_uncharge(mem, nr_pages, ctype);
3072
3073         return mem;
3074
3075 unlock_out:
3076         unlock_page_cgroup(pc);
3077         return NULL;
3078 }
3079
3080 void mem_cgroup_uncharge_page(struct page *page)
3081 {
3082         /* early check. */
3083         if (page_mapped(page))
3084                 return;
3085         if (page->mapping && !PageAnon(page))
3086                 return;
3087         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED);
3088 }
3089
3090 void mem_cgroup_uncharge_cache_page(struct page *page)
3091 {
3092         VM_BUG_ON(page_mapped(page));
3093         VM_BUG_ON(page->mapping);
3094         __mem_cgroup_uncharge_common(page, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE);
3095 }
3096
3097 /*
3098  * Batch_start/batch_end is called in unmap_page_range/invlidate/trucate.
3099  * In that cases, pages are freed continuously and we can expect pages
3100  * are in the same memcg. All these calls itself limits the number of
3101  * pages freed at once, then uncharge_start/end() is called properly.
3102  * This may be called prural(2) times in a context,
3103  */
3104
3105 void mem_cgroup_uncharge_start(void)
3106 {
3107         current->memcg_batch.do_batch++;
3108         /* We can do nest. */
3109         if (current->memcg_batch.do_batch == 1) {
3110                 current->memcg_batch.memcg = NULL;
3111                 current->memcg_batch.nr_pages = 0;
3112                 current->memcg_batch.memsw_nr_pages = 0;
3113         }
3114 }
3115
3116 void mem_cgroup_uncharge_end(void)
3117 {
3118         struct memcg_batch_info *batch = &current->memcg_batch;
3119
3120         if (!batch->do_batch)
3121                 return;
3122
3123         batch->do_batch--;
3124         if (batch->do_batch) /* If stacked, do nothing. */
3125                 return;
3126
3127         if (!batch->memcg)
3128                 return;
3129         /*
3130          * This "batch->memcg" is valid without any css_get/put etc...
3131          * bacause we hide charges behind us.
3132          */
3133         if (batch->nr_pages)
3134                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->res,
3135                                      batch->nr_pages * PAGE_SIZE);
3136         if (batch->memsw_nr_pages)
3137                 res_counter_uncharge(&batch->memcg->memsw,
3138                                      batch->memsw_nr_pages * PAGE_SIZE);
3139         memcg_oom_recover(batch->memcg);
3140         /* forget this pointer (for sanity check) */
3141         batch->memcg = NULL;
3142 }
3143
3144 #ifdef CONFIG_SWAP
3145 /*
3146  * called after __delete_from_swap_cache() and drop "page" account.
3147  * memcg information is recorded to swap_cgroup of "ent"
3148  */
3149 void
3150 mem_cgroup_uncharge_swapcache(struct page *page, swp_entry_t ent, bool swapout)
3151 {
3152         struct mem_cgroup *memcg;
3153         int ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SWAPOUT;
3154
3155         if (!swapout) /* this was a swap cache but the swap is unused ! */
3156                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_DROP;
3157
3158         memcg = __mem_cgroup_uncharge_common(page, ctype);
3159
3160         /*
3161          * record memcg information,  if swapout && memcg != NULL,
3162          * mem_cgroup_get() was called in uncharge().
3163          */
3164         if (do_swap_account && swapout && memcg)
3165                 swap_cgroup_record(ent, css_id(&memcg->css));
3166 }
3167 #endif
3168
3169 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
3170 /*
3171  * called from swap_entry_free(). remove record in swap_cgroup and
3172  * uncharge "memsw" account.
3173  */
3174 void mem_cgroup_uncharge_swap(swp_entry_t ent)
3175 {
3176         struct mem_cgroup *memcg;
3177         unsigned short id;
3178
3179         if (!do_swap_account)
3180                 return;
3181
3182         id = swap_cgroup_record(ent, 0);
3183         rcu_read_lock();
3184         memcg = mem_cgroup_lookup(id);
3185         if (memcg) {
3186                 /*
3187                  * We uncharge this because swap is freed.
3188                  * This memcg can be obsolete one. We avoid calling css_tryget
3189                  */
3190                 if (!mem_cgroup_is_root(memcg))
3191                         res_counter_uncharge(&memcg->memsw, PAGE_SIZE);
3192                 mem_cgroup_swap_statistics(memcg, false);
3193                 mem_cgroup_put(memcg);
3194         }
3195         rcu_read_unlock();
3196 }
3197
3198 /**
3199  * mem_cgroup_move_swap_account - move swap charge and swap_cgroup's record.
3200  * @entry: swap entry to be moved
3201  * @from:  mem_cgroup which the entry is moved from
3202  * @to:  mem_cgroup which the entry is moved to
3203  * @need_fixup: whether we should fixup res_counters and refcounts.
3204  *
3205  * It succeeds only when the swap_cgroup's record for this entry is the same
3206  * as the mem_cgroup's id of @from.
3207  *
3208  * Returns 0 on success, -EINVAL on failure.
3209  *
3210  * The caller must have charged to @to, IOW, called res_counter_charge() about
3211  * both res and memsw, and called css_get().
3212  */
3213 static int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3214                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3215 {
3216         unsigned short old_id, new_id;
3217
3218         old_id = css_id(&from->css);
3219         new_id = css_id(&to->css);
3220
3221         if (swap_cgroup_cmpxchg(entry, old_id, new_id) == old_id) {
3222                 mem_cgroup_swap_statistics(from, false);
3223                 mem_cgroup_swap_statistics(to, true);
3224                 /*
3225                  * This function is only called from task migration context now.
3226                  * It postpones res_counter and refcount handling till the end
3227                  * of task migration(mem_cgroup_clear_mc()) for performance
3228                  * improvement. But we cannot postpone mem_cgroup_get(to)
3229                  * because if the process that has been moved to @to does
3230                  * swap-in, the refcount of @to might be decreased to 0.
3231                  */
3232                 mem_cgroup_get(to);
3233                 if (need_fixup) {
3234                         if (!mem_cgroup_is_root(from))
3235                                 res_counter_uncharge(&from->memsw, PAGE_SIZE);
3236                         mem_cgroup_put(from);
3237                         /*
3238                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
3239                          * uncharge to->res.
3240                          */
3241                         if (!mem_cgroup_is_root(to))
3242                                 res_counter_uncharge(&to->res, PAGE_SIZE);
3243                 }
3244                 return 0;
3245         }
3246         return -EINVAL;
3247 }
3248 #else
3249 static inline int mem_cgroup_move_swap_account(swp_entry_t entry,
3250                 struct mem_cgroup *from, struct mem_cgroup *to, bool need_fixup)
3251 {
3252         return -EINVAL;
3253 }
3254 #endif
3255
3256 /*
3257  * Before starting migration, account PAGE_SIZE to mem_cgroup that the old
3258  * page belongs to.
3259  */
3260 int mem_cgroup_prepare_migration(struct page *page,
3261         struct page *newpage, struct mem_cgroup **ptr, gfp_t gfp_mask)
3262 {
3263         struct mem_cgroup *mem = NULL;
3264         struct page_cgroup *pc;
3265         enum charge_type ctype;
3266         int ret = 0;
3267
3268         *ptr = NULL;
3269
3270         VM_BUG_ON(PageTransHuge(page));
3271         if (mem_cgroup_disabled())
3272                 return 0;
3273
3274         pc = lookup_page_cgroup(page);
3275         lock_page_cgroup(pc);
3276         if (PageCgroupUsed(pc)) {
3277                 mem = pc->mem_cgroup;
3278                 css_get(&mem->css);
3279                 /*
3280                  * At migrating an anonymous page, its mapcount goes down
3281                  * to 0 and uncharge() will be called. But, even if it's fully
3282                  * unmapped, migration may fail and this page has to be
3283                  * charged again. We set MIGRATION flag here and delay uncharge
3284                  * until end_migration() is called
3285                  *
3286                  * Corner Case Thinking
3287                  * A)
3288                  * When the old page was mapped as Anon and it's unmap-and-freed
3289                  * while migration was ongoing.
3290                  * If unmap finds the old page, uncharge() of it will be delayed
3291                  * until end_migration(). If unmap finds a new page, it's
3292                  * uncharged when it make mapcount to be 1->0. If unmap code
3293                  * finds swap_migration_entry, the new page will not be mapped
3294                  * and end_migration() will find it(mapcount==0).
3295                  *
3296                  * B)
3297                  * When the old page was mapped but migraion fails, the kernel
3298                  * remaps it. A charge for it is kept by MIGRATION flag even
3299                  * if mapcount goes down to 0. We can do remap successfully
3300                  * without charging it again.
3301                  *
3302                  * C)
3303                  * The "old" page is under lock_page() until the end of
3304                  * migration, so, the old page itself will not be swapped-out.
3305                  * If the new page is swapped out before end_migraton, our
3306                  * hook to usual swap-out path will catch the event.
3307                  */
3308                 if (PageAnon(page))
3309                         SetPageCgroupMigration(pc);
3310         }
3311         unlock_page_cgroup(pc);
3312         /*
3313          * If the page is not charged at this point,
3314          * we return here.
3315          */
3316         if (!mem)
3317                 return 0;
3318
3319         *ptr = mem;
3320         ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, gfp_mask, 1, ptr, false);
3321         css_put(&mem->css);/* drop extra refcnt */
3322         if (ret || *ptr == NULL) {
3323                 if (PageAnon(page)) {
3324                         lock_page_cgroup(pc);
3325                         ClearPageCgroupMigration(pc);
3326                         unlock_page_cgroup(pc);
3327                         /*
3328                          * The old page may be fully unmapped while we kept it.
3329                          */
3330                         mem_cgroup_uncharge_page(page);
3331                 }
3332                 return -ENOMEM;
3333         }
3334         /*
3335          * We charge new page before it's used/mapped. So, even if unlock_page()
3336          * is called before end_migration, we can catch all events on this new
3337          * page. In the case new page is migrated but not remapped, new page's
3338          * mapcount will be finally 0 and we call uncharge in end_migration().
3339          */
3340         pc = lookup_page_cgroup(newpage);
3341         if (PageAnon(page))
3342                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_MAPPED;
3343         else if (page_is_file_cache(page))
3344                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_CACHE;
3345         else
3346                 ctype = MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_SHMEM;
3347         __mem_cgroup_commit_charge(mem, page, 1, pc, ctype);
3348         return ret;
3349 }
3350
3351 /* remove redundant charge if migration failed*/
3352 void mem_cgroup_end_migration(struct mem_cgroup *mem,
3353         struct page *oldpage, struct page *newpage, bool migration_ok)
3354 {
3355         struct page *used, *unused;
3356         struct page_cgroup *pc;
3357
3358         if (!mem)
3359                 return;
3360         /* blocks rmdir() */
3361         cgroup_exclude_rmdir(&mem->css);
3362         if (!migration_ok) {
3363                 used = oldpage;
3364                 unused = newpage;
3365         } else {
3366                 used = newpage;
3367                 unused = oldpage;
3368         }
3369         /*
3370          * We disallowed uncharge of pages under migration because mapcount
3371          * of the page goes down to zero, temporarly.
3372          * Clear the flag and check the page should be charged.
3373          */
3374         pc = lookup_page_cgroup(oldpage);
3375         lock_page_cgroup(pc);
3376         ClearPageCgroupMigration(pc);
3377         unlock_page_cgroup(pc);
3378
3379         __mem_cgroup_uncharge_common(unused, MEM_CGROUP_CHARGE_TYPE_FORCE);
3380
3381         /*
3382          * If a page is a file cache, radix-tree replacement is very atomic
3383          * and we can skip this check. When it was an Anon page, its mapcount
3384          * goes down to 0. But because we added MIGRATION flage, it's not
3385          * uncharged yet. There are several case but page->mapcount check
3386          * and USED bit check in mem_cgroup_uncharge_page() will do enough
3387          * check. (see prepare_charge() also)
3388          */
3389         if (PageAnon(used))
3390                 mem_cgroup_uncharge_page(used);
3391         /*
3392          * At migration, we may charge account against cgroup which has no
3393          * tasks.
3394          * So, rmdir()->pre_destroy() can be called while we do this charge.
3395          * In that case, we need to call pre_destroy() again. check it here.
3396          */
3397         cgroup_release_and_wakeup_rmdir(&mem->css);
3398 }
3399
3400 /*
3401  * A call to try to shrink memory usage on charge failure at shmem's swapin.
3402  * Calling hierarchical_reclaim is not enough because we should update
3403  * last_oom_jiffies to prevent pagefault_out_of_memory from invoking global OOM.
3404  * Moreover considering hierarchy, we should reclaim from the mem_over_limit,
3405  * not from the memcg which this page would be charged to.
3406  * try_charge_swapin does all of these works properly.
3407  */
3408 int mem_cgroup_shmem_charge_fallback(struct page *page,
3409                             struct mm_struct *mm,
3410                             gfp_t gfp_mask)
3411 {
3412         struct mem_cgroup *mem;
3413         int ret;
3414
3415         if (mem_cgroup_disabled())
3416                 return 0;
3417
3418         ret = mem_cgroup_try_charge_swapin(mm, page, gfp_mask, &mem);
3419         if (!ret)
3420                 mem_cgroup_cancel_charge_swapin(mem); /* it does !mem check */
3421
3422         return ret;
3423 }
3424
3425 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
3426 static struct page_cgroup *lookup_page_cgroup_used(struct page *page)
3427 {
3428         struct page_cgroup *pc;
3429
3430         pc = lookup_page_cgroup(page);
3431         if (likely(pc) && PageCgroupUsed(pc))
3432                 return pc;
3433         return NULL;
3434 }
3435
3436 bool mem_cgroup_bad_page_check(struct page *page)
3437 {
3438         if (mem_cgroup_disabled())
3439                 return false;
3440
3441         return lookup_page_cgroup_used(page) != NULL;
3442 }
3443
3444 void mem_cgroup_print_bad_page(struct page *page)
3445 {
3446         struct page_cgroup *pc;
3447
3448         pc = lookup_page_cgroup_used(page);
3449         if (pc) {
3450                 int ret = -1;
3451                 char *path;
3452
3453                 printk(KERN_ALERT "pc:%p pc->flags:%lx pc->mem_cgroup:%p",
3454                        pc, pc->flags, pc->mem_cgroup);
3455
3456                 path = kmalloc(PATH_MAX, GFP_KERNEL);
3457                 if (path) {
3458                         rcu_read_lock();
3459                         ret = cgroup_path(pc->mem_cgroup->css.cgroup,
3460                                                         path, PATH_MAX);
3461                         rcu_read_unlock();
3462                 }
3463
3464                 printk(KERN_CONT "(%s)\n",
3465                                 (ret < 0) ? "cannot get the path" : path);
3466                 kfree(path);
3467         }
3468 }
3469 #endif
3470
3471 static DEFINE_MUTEX(set_limit_mutex);
3472
3473 static int mem_cgroup_resize_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3474                                 unsigned long long val)
3475 {
3476         int retry_count;
3477         u64 memswlimit, memlimit;
3478         int ret = 0;
3479         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3480         u64 curusage, oldusage;
3481         int enlarge;
3482
3483         /*
3484          * For keeping hierarchical_reclaim simple, how long we should retry
3485          * is depends on callers. We set our retry-count to be function
3486          * of # of children which we should visit in this loop.
3487          */
3488         retry_count = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES * children;
3489
3490         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3491
3492         enlarge = 0;
3493         while (retry_count) {
3494                 if (signal_pending(current)) {
3495                         ret = -EINTR;
3496                         break;
3497                 }
3498                 /*
3499                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3500                  * open coded manner. You see what this really does.
3501                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3502                  */
3503                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3504                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3505                 if (memswlimit < val) {
3506                         ret = -EINVAL;
3507                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3508                         break;
3509                 }
3510
3511                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3512                 if (memlimit < val)
3513                         enlarge = 1;
3514
3515                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->res, val);
3516                 if (!ret) {
3517                         if (memswlimit == val)
3518                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3519                         else
3520                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3521                 }
3522                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3523
3524                 if (!ret)
3525                         break;
3526
3527                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3528                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK,
3529                                                 NULL);
3530                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_USAGE);
3531                 /* Usage is reduced ? */
3532                 if (curusage >= oldusage)
3533                         retry_count--;
3534                 else
3535                         oldusage = curusage;
3536         }
3537         if (!ret && enlarge)
3538                 memcg_oom_recover(memcg);
3539
3540         return ret;
3541 }
3542
3543 static int mem_cgroup_resize_memsw_limit(struct mem_cgroup *memcg,
3544                                         unsigned long long val)
3545 {
3546         int retry_count;
3547         u64 memlimit, memswlimit, oldusage, curusage;
3548         int children = mem_cgroup_count_children(memcg);
3549         int ret = -EBUSY;
3550         int enlarge = 0;
3551
3552         /* see mem_cgroup_resize_res_limit */
3553         retry_count = children * MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3554         oldusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3555         while (retry_count) {
3556                 if (signal_pending(current)) {
3557                         ret = -EINTR;
3558                         break;
3559                 }
3560                 /*
3561                  * Rather than hide all in some function, I do this in
3562                  * open coded manner. You see what this really does.
3563                  * We have to guarantee mem->res.limit < mem->memsw.limit.
3564                  */
3565                 mutex_lock(&set_limit_mutex);
3566                 memlimit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
3567                 if (memlimit > val) {
3568                         ret = -EINVAL;
3569                         mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3570                         break;
3571                 }
3572                 memswlimit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
3573                 if (memswlimit < val)
3574                         enlarge = 1;
3575                 ret = res_counter_set_limit(&memcg->memsw, val);
3576                 if (!ret) {
3577                         if (memlimit == val)
3578                                 memcg->memsw_is_minimum = true;
3579                         else
3580                                 memcg->memsw_is_minimum = false;
3581                 }
3582                 mutex_unlock(&set_limit_mutex);
3583
3584                 if (!ret)
3585                         break;
3586
3587                 mem_cgroup_hierarchical_reclaim(memcg, NULL, GFP_KERNEL,
3588                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_NOSWAP |
3589                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SHRINK,
3590                                                 NULL);
3591                 curusage = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_USAGE);
3592                 /* Usage is reduced ? */
3593                 if (curusage >= oldusage)
3594                         retry_count--;
3595                 else
3596                         oldusage = curusage;
3597         }
3598         if (!ret && enlarge)
3599                 memcg_oom_recover(memcg);
3600         return ret;
3601 }
3602
3603 unsigned long mem_cgroup_soft_limit_reclaim(struct zone *zone, int order,
3604                                             gfp_t gfp_mask,
3605                                             unsigned long *total_scanned)
3606 {
3607         unsigned long nr_reclaimed = 0;
3608         struct mem_cgroup_per_zone *mz, *next_mz = NULL;
3609         unsigned long reclaimed;
3610         int loop = 0;
3611         struct mem_cgroup_tree_per_zone *mctz;
3612         unsigned long long excess;
3613         unsigned long nr_scanned;
3614
3615         if (order > 0)
3616                 return 0;
3617
3618         mctz = soft_limit_tree_node_zone(zone_to_nid(zone), zone_idx(zone));
3619         /*
3620          * This loop can run a while, specially if mem_cgroup's continuously
3621          * keep exceeding their soft limit and putting the system under
3622          * pressure
3623          */
3624         do {
3625                 if (next_mz)
3626                         mz = next_mz;
3627                 else
3628                         mz = mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3629                 if (!mz)
3630                         break;
3631
3632                 nr_scanned = 0;
3633                 reclaimed = mem_cgroup_hierarchical_reclaim(mz->mem, zone,
3634                                                 gfp_mask,
3635                                                 MEM_CGROUP_RECLAIM_SOFT,
3636                                                 &nr_scanned);
3637                 nr_reclaimed += reclaimed;
3638                 *total_scanned += nr_scanned;
3639                 spin_lock(&mctz->lock);
3640
3641                 /*
3642                  * If we failed to reclaim anything from this memory cgroup
3643                  * it is time to move on to the next cgroup
3644                  */
3645                 next_mz = NULL;
3646                 if (!reclaimed) {
3647                         do {
3648                                 /*
3649                                  * Loop until we find yet another one.
3650                                  *
3651                                  * By the time we get the soft_limit lock
3652                                  * again, someone might have aded the
3653                                  * group back on the RB tree. Iterate to
3654                                  * make sure we get a different mem.
3655                                  * mem_cgroup_largest_soft_limit_node returns
3656                                  * NULL if no other cgroup is present on
3657                                  * the tree
3658                                  */
3659                                 next_mz =
3660                                 __mem_cgroup_largest_soft_limit_node(mctz);
3661                                 if (next_mz == mz)
3662                                         css_put(&next_mz->mem->css);
3663                                 else /* next_mz == NULL or other memcg */
3664                                         break;
3665                         } while (1);
3666                 }
3667                 __mem_cgroup_remove_exceeded(mz->mem, mz, mctz);
3668                 excess = res_counter_soft_limit_excess(&mz->mem->res);
3669                 /*
3670                  * One school of thought says that we should not add
3671                  * back the node to the tree if reclaim returns 0.
3672                  * But our reclaim could return 0, simply because due
3673                  * to priority we are exposing a smaller subset of
3674                  * memory to reclaim from. Consider this as a longer
3675                  * term TODO.
3676                  */
3677                 /* If excess == 0, no tree ops */
3678                 __mem_cgroup_insert_exceeded(mz->mem, mz, mctz, excess);
3679                 spin_unlock(&mctz->lock);
3680                 css_put(&mz->mem->css);
3681                 loop++;
3682                 /*
3683                  * Could not reclaim anything and there are no more
3684                  * mem cgroups to try or we seem to be looping without
3685                  * reclaiming anything.
3686                  */
3687                 if (!nr_reclaimed &&
3688                         (next_mz == NULL ||
3689                         loop > MEM_CGROUP_MAX_SOFT_LIMIT_RECLAIM_LOOPS))
3690                         break;
3691         } while (!nr_reclaimed);
3692         if (next_mz)
3693                 css_put(&next_mz->mem->css);
3694         return nr_reclaimed;
3695 }
3696
3697 /*
3698  * This routine traverse page_cgroup in given list and drop them all.
3699  * *And* this routine doesn't reclaim page itself, just removes page_cgroup.
3700  */
3701 static int mem_cgroup_force_empty_list(struct mem_cgroup *mem,
3702                                 int node, int zid, enum lru_list lru)
3703 {
3704         struct zone *zone;
3705         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
3706         struct page_cgroup *pc, *busy;
3707         unsigned long flags, loop;
3708         struct list_head *list;
3709         int ret = 0;
3710
3711         zone = &NODE_DATA(node)->node_zones[zid];
3712         mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem, node, zid);
3713         list = &mz->lists[lru];
3714
3715         loop = MEM_CGROUP_ZSTAT(mz, lru);
3716         /* give some margin against EBUSY etc...*/
3717         loop += 256;
3718         busy = NULL;
3719         while (loop--) {
3720                 struct page *page;
3721
3722                 ret = 0;
3723                 spin_lock_irqsave(&zone->lru_lock, flags);
3724                 if (list_empty(list)) {
3725                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3726                         break;
3727                 }
3728                 pc = list_entry(list->prev, struct page_cgroup, lru);
3729                 if (busy == pc) {
3730                         list_move(&pc->lru, list);
3731                         busy = NULL;
3732                         spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3733                         continue;
3734                 }
3735                 spin_unlock_irqrestore(&zone->lru_lock, flags);
3736
3737                 page = lookup_cgroup_page(pc);
3738
3739                 ret = mem_cgroup_move_parent(page, pc, mem, GFP_KERNEL);
3740                 if (ret == -ENOMEM)
3741                         break;
3742
3743                 if (ret == -EBUSY || ret == -EINVAL) {
3744                         /* found lock contention or "pc" is obsolete. */
3745                         busy = pc;
3746                         cond_resched();
3747                 } else
3748                         busy = NULL;
3749         }
3750
3751         if (!ret && !list_empty(list))
3752                 return -EBUSY;
3753         return ret;
3754 }
3755
3756 /*
3757  * make mem_cgroup's charge to be 0 if there is no task.
3758  * This enables deleting this mem_cgroup.
3759  */
3760 static int mem_cgroup_force_empty(struct mem_cgroup *mem, bool free_all)
3761 {
3762         int ret;
3763         int node, zid, shrink;
3764         int nr_retries = MEM_CGROUP_RECLAIM_RETRIES;
3765         struct cgroup *cgrp = mem->css.cgroup;
3766
3767         css_get(&mem->css);
3768
3769         shrink = 0;
3770         /* should free all ? */
3771         if (free_all)
3772                 goto try_to_free;
3773 move_account:
3774         do {
3775                 ret = -EBUSY;
3776                 if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children))
3777                         goto out;
3778                 ret = -EINTR;
3779                 if (signal_pending(current))
3780                         goto out;
3781                 /* This is for making all *used* pages to be on LRU. */
3782                 lru_add_drain_all();
3783                 drain_all_stock_sync();
3784                 ret = 0;
3785                 mem_cgroup_start_move(mem);
3786                 for_each_node_state(node, N_HIGH_MEMORY) {
3787                         for (zid = 0; !ret && zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
3788                                 enum lru_list l;
3789                                 for_each_lru(l) {
3790                                         ret = mem_cgroup_force_empty_list(mem,
3791                                                         node, zid, l);
3792                                         if (ret)
3793                                                 break;
3794                                 }
3795                         }
3796                         if (ret)
3797                                 break;
3798                 }
3799                 mem_cgroup_end_move(mem);
3800                 memcg_oom_recover(mem);
3801                 /* it seems parent cgroup doesn't have enough mem */
3802                 if (ret == -ENOMEM)
3803                         goto try_to_free;
3804                 cond_resched();
3805         /* "ret" should also be checked to ensure all lists are empty. */
3806         } while (mem->res.usage > 0 || ret);
3807 out:
3808         css_put(&mem->css);
3809         return ret;
3810
3811 try_to_free:
3812         /* returns EBUSY if there is a task or if we come here twice. */
3813         if (cgroup_task_count(cgrp) || !list_empty(&cgrp->children) || shrink) {
3814                 ret = -EBUSY;
3815                 goto out;
3816         }
3817         /* we call try-to-free pages for make this cgroup empty */
3818         lru_add_drain_all();
3819         /* try to free all pages in this cgroup */
3820         shrink = 1;
3821         while (nr_retries && mem->res.usage > 0) {
3822                 int progress;
3823
3824                 if (signal_pending(current)) {
3825                         ret = -EINTR;
3826                         goto out;
3827                 }
3828                 progress = try_to_free_mem_cgroup_pages(mem, GFP_KERNEL,
3829                                                 false, get_swappiness(mem));
3830                 if (!progress) {
3831                         nr_retries--;
3832                         /* maybe some writeback is necessary */
3833                         congestion_wait(BLK_RW_ASYNC, HZ/10);
3834                 }
3835
3836         }
3837         lru_add_drain();
3838         /* try move_account...there may be some *locked* pages. */
3839         goto move_account;
3840 }
3841
3842 int mem_cgroup_force_empty_write(struct cgroup *cont, unsigned int event)
3843 {
3844         return mem_cgroup_force_empty(mem_cgroup_from_cont(cont), true);
3845 }
3846
3847
3848 static u64 mem_cgroup_hierarchy_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3849 {
3850         return mem_cgroup_from_cont(cont)->use_hierarchy;
3851 }
3852
3853 static int mem_cgroup_hierarchy_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3854                                         u64 val)
3855 {
3856         int retval = 0;
3857         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3858         struct cgroup *parent = cont->parent;
3859         struct mem_cgroup *parent_mem = NULL;
3860
3861         if (parent)
3862                 parent_mem = mem_cgroup_from_cont(parent);
3863
3864         cgroup_lock();
3865         /*
3866          * If parent's use_hierarchy is set, we can't make any modifications
3867          * in the child subtrees. If it is unset, then the change can
3868          * occur, provided the current cgroup has no children.
3869          *
3870          * For the root cgroup, parent_mem is NULL, we allow value to be
3871          * set if there are no children.
3872          */
3873         if ((!parent_mem || !parent_mem->use_hierarchy) &&
3874                                 (val == 1 || val == 0)) {
3875                 if (list_empty(&cont->children))
3876                         mem->use_hierarchy = val;
3877                 else
3878                         retval = -EBUSY;
3879         } else
3880                 retval = -EINVAL;
3881         cgroup_unlock();
3882
3883         return retval;
3884 }
3885
3886
3887 static unsigned long mem_cgroup_recursive_stat(struct mem_cgroup *mem,
3888                                                enum mem_cgroup_stat_index idx)
3889 {
3890         struct mem_cgroup *iter;
3891         long val = 0;
3892
3893         /* Per-cpu values can be negative, use a signed accumulator */
3894         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
3895                 val += mem_cgroup_read_stat(iter, idx);
3896
3897         if (val < 0) /* race ? */
3898                 val = 0;
3899         return val;
3900 }
3901
3902 static inline u64 mem_cgroup_usage(struct mem_cgroup *mem, bool swap)
3903 {
3904         u64 val;
3905
3906         if (!mem_cgroup_is_root(mem)) {
3907                 if (!swap)
3908                         return res_counter_read_u64(&mem->res, RES_USAGE);
3909                 else
3910                         return res_counter_read_u64(&mem->memsw, RES_USAGE);
3911         }
3912
3913         val = mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
3914         val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
3915
3916         if (swap)
3917                 val += mem_cgroup_recursive_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
3918
3919         return val << PAGE_SHIFT;
3920 }
3921
3922 static u64 mem_cgroup_read(struct cgroup *cont, struct cftype *cft)
3923 {
3924         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
3925         u64 val;
3926         int type, name;
3927
3928         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3929         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3930         switch (type) {
3931         case _MEM:
3932                 if (name == RES_USAGE)
3933                         val = mem_cgroup_usage(mem, false);
3934                 else
3935                         val = res_counter_read_u64(&mem->res, name);
3936                 break;
3937         case _MEMSWAP:
3938                 if (name == RES_USAGE)
3939                         val = mem_cgroup_usage(mem, true);
3940                 else
3941                         val = res_counter_read_u64(&mem->memsw, name);
3942                 break;
3943         default:
3944                 BUG();
3945                 break;
3946         }
3947         return val;
3948 }
3949 /*
3950  * The user of this function is...
3951  * RES_LIMIT.
3952  */
3953 static int mem_cgroup_write(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
3954                             const char *buffer)
3955 {
3956         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cont);
3957         int type, name;
3958         unsigned long long val;
3959         int ret;
3960
3961         type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
3962         name = MEMFILE_ATTR(cft->private);
3963         switch (name) {
3964         case RES_LIMIT:
3965                 if (mem_cgroup_is_root(memcg)) { /* Can't set limit on root */
3966                         ret = -EINVAL;
3967                         break;
3968                 }
3969                 /* This function does all necessary parse...reuse it */
3970                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3971                 if (ret)
3972                         break;
3973                 if (type == _MEM)
3974                         ret = mem_cgroup_resize_limit(memcg, val);
3975                 else
3976                         ret = mem_cgroup_resize_memsw_limit(memcg, val);
3977                 break;
3978         case RES_SOFT_LIMIT:
3979                 ret = res_counter_memparse_write_strategy(buffer, &val);
3980                 if (ret)
3981                         break;
3982                 /*
3983                  * For memsw, soft limits are hard to implement in terms
3984                  * of semantics, for now, we support soft limits for
3985                  * control without swap
3986                  */
3987                 if (type == _MEM)
3988                         ret = res_counter_set_soft_limit(&memcg->res, val);
3989                 else
3990                         ret = -EINVAL;
3991                 break;
3992         default:
3993                 ret = -EINVAL; /* should be BUG() ? */
3994                 break;
3995         }
3996         return ret;
3997 }
3998
3999 static void memcg_get_hierarchical_limit(struct mem_cgroup *memcg,
4000                 unsigned long long *mem_limit, unsigned long long *memsw_limit)
4001 {
4002         struct cgroup *cgroup;
4003         unsigned long long min_limit, min_memsw_limit, tmp;
4004
4005         min_limit = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4006         min_memsw_limit = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4007         cgroup = memcg->css.cgroup;
4008         if (!memcg->use_hierarchy)
4009                 goto out;
4010
4011         while (cgroup->parent) {
4012                 cgroup = cgroup->parent;
4013                 memcg = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
4014                 if (!memcg->use_hierarchy)
4015                         break;
4016                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->res, RES_LIMIT);
4017                 min_limit = min(min_limit, tmp);
4018                 tmp = res_counter_read_u64(&memcg->memsw, RES_LIMIT);
4019                 min_memsw_limit = min(min_memsw_limit, tmp);
4020         }
4021 out:
4022         *mem_limit = min_limit;
4023         *memsw_limit = min_memsw_limit;
4024         return;
4025 }
4026
4027 static int mem_cgroup_reset(struct cgroup *cont, unsigned int event)
4028 {
4029         struct mem_cgroup *mem;
4030         int type, name;
4031
4032         mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
4033         type = MEMFILE_TYPE(event);
4034         name = MEMFILE_ATTR(event);
4035         switch (name) {
4036         case RES_MAX_USAGE:
4037                 if (type == _MEM)
4038                         res_counter_reset_max(&mem->res);
4039                 else
4040                         res_counter_reset_max(&mem->memsw);
4041                 break;
4042         case RES_FAILCNT:
4043                 if (type == _MEM)
4044                         res_counter_reset_failcnt(&mem->res);
4045                 else
4046                         res_counter_reset_failcnt(&mem->memsw);
4047                 break;
4048         }
4049
4050         return 0;
4051 }
4052
4053 static u64 mem_cgroup_move_charge_read(struct cgroup *cgrp,
4054                                         struct cftype *cft)
4055 {
4056         return mem_cgroup_from_cont(cgrp)->move_charge_at_immigrate;
4057 }
4058
4059 #ifdef CONFIG_MMU
4060 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4061                                         struct cftype *cft, u64 val)
4062 {
4063         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4064
4065         if (val >= (1 << NR_MOVE_TYPE))
4066                 return -EINVAL;
4067         /*
4068          * We check this value several times in both in can_attach() and
4069          * attach(), so we need cgroup lock to prevent this value from being
4070          * inconsistent.
4071          */
4072         cgroup_lock();
4073         mem->move_charge_at_immigrate = val;
4074         cgroup_unlock();
4075
4076         return 0;
4077 }
4078 #else
4079 static int mem_cgroup_move_charge_write(struct cgroup *cgrp,
4080                                         struct cftype *cft, u64 val)
4081 {
4082         return -ENOSYS;
4083 }
4084 #endif
4085
4086
4087 /* For read statistics */
4088 enum {
4089         MCS_CACHE,
4090         MCS_RSS,
4091         MCS_FILE_MAPPED,
4092         MCS_PGPGIN,
4093         MCS_PGPGOUT,
4094         MCS_SWAP,
4095         MCS_PGFAULT,
4096         MCS_PGMAJFAULT,
4097         MCS_INACTIVE_ANON,
4098         MCS_ACTIVE_ANON,
4099         MCS_INACTIVE_FILE,
4100         MCS_ACTIVE_FILE,
4101         MCS_UNEVICTABLE,
4102         NR_MCS_STAT,
4103 };
4104
4105 struct mcs_total_stat {
4106         s64 stat[NR_MCS_STAT];
4107 };
4108
4109 struct {
4110         char *local_name;
4111         char *total_name;
4112 } memcg_stat_strings[NR_MCS_STAT] = {
4113         {"cache", "total_cache"},
4114         {"rss", "total_rss"},
4115         {"mapped_file", "total_mapped_file"},
4116         {"pgpgin", "total_pgpgin"},
4117         {"pgpgout", "total_pgpgout"},
4118         {"swap", "total_swap"},
4119         {"pgfault", "total_pgfault"},
4120         {"pgmajfault", "total_pgmajfault"},
4121         {"inactive_anon", "total_inactive_anon"},
4122         {"active_anon", "total_active_anon"},
4123         {"inactive_file", "total_inactive_file"},
4124         {"active_file", "total_active_file"},
4125         {"unevictable", "total_unevictable"}
4126 };
4127
4128
4129 static void
4130 mem_cgroup_get_local_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
4131 {
4132         s64 val;
4133
4134         /* per cpu stat */
4135         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_CACHE);
4136         s->stat[MCS_CACHE] += val * PAGE_SIZE;
4137         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_RSS);
4138         s->stat[MCS_RSS] += val * PAGE_SIZE;
4139         val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_FILE_MAPPED);
4140         s->stat[MCS_FILE_MAPPED] += val * PAGE_SIZE;
4141         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGIN);
4142         s->stat[MCS_PGPGIN] += val;
4143         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGPGOUT);
4144         s->stat[MCS_PGPGOUT] += val;
4145         if (do_swap_account) {
4146                 val = mem_cgroup_read_stat(mem, MEM_CGROUP_STAT_SWAPOUT);
4147                 s->stat[MCS_SWAP] += val * PAGE_SIZE;
4148         }
4149         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGFAULT);
4150         s->stat[MCS_PGFAULT] += val;
4151         val = mem_cgroup_read_events(mem, MEM_CGROUP_EVENTS_PGMAJFAULT);
4152         s->stat[MCS_PGMAJFAULT] += val;
4153
4154         /* per zone stat */
4155         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_ANON);
4156         s->stat[MCS_INACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4157         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_ANON);
4158         s->stat[MCS_ACTIVE_ANON] += val * PAGE_SIZE;
4159         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_INACTIVE_FILE);
4160         s->stat[MCS_INACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4161         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_ACTIVE_FILE);
4162         s->stat[MCS_ACTIVE_FILE] += val * PAGE_SIZE;
4163         val = mem_cgroup_get_local_zonestat(mem, LRU_UNEVICTABLE);
4164         s->stat[MCS_UNEVICTABLE] += val * PAGE_SIZE;
4165 }
4166
4167 static void
4168 mem_cgroup_get_total_stat(struct mem_cgroup *mem, struct mcs_total_stat *s)
4169 {
4170         struct mem_cgroup *iter;
4171
4172         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
4173                 mem_cgroup_get_local_stat(iter, s);
4174 }
4175
4176 #ifdef CONFIG_NUMA
4177 static int mem_control_numa_stat_show(struct seq_file *m, void *arg)
4178 {
4179         int nid;
4180         unsigned long total_nr, file_nr, anon_nr, unevictable_nr;
4181         unsigned long node_nr;
4182         struct cgroup *cont = m->private;
4183         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4184
4185         total_nr = mem_cgroup_nr_lru_pages(mem_cont);
4186         seq_printf(m, "total=%lu", total_nr);
4187         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4188                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_lru_pages(mem_cont, nid);
4189                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4190         }
4191         seq_putc(m, '\n');
4192
4193         file_nr = mem_cgroup_nr_file_lru_pages(mem_cont);
4194         seq_printf(m, "file=%lu", file_nr);
4195         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4196                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_file_lru_pages(mem_cont, nid);
4197                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4198         }
4199         seq_putc(m, '\n');
4200
4201         anon_nr = mem_cgroup_nr_anon_lru_pages(mem_cont);
4202         seq_printf(m, "anon=%lu", anon_nr);
4203         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4204                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_anon_lru_pages(mem_cont, nid);
4205                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4206         }
4207         seq_putc(m, '\n');
4208
4209         unevictable_nr = mem_cgroup_nr_unevictable_lru_pages(mem_cont);
4210         seq_printf(m, "unevictable=%lu", unevictable_nr);
4211         for_each_node_state(nid, N_HIGH_MEMORY) {
4212                 node_nr = mem_cgroup_node_nr_unevictable_lru_pages(mem_cont,
4213                                                                         nid);
4214                 seq_printf(m, " N%d=%lu", nid, node_nr);
4215         }
4216         seq_putc(m, '\n');
4217         return 0;
4218 }
4219 #endif /* CONFIG_NUMA */
4220
4221 static int mem_control_stat_show(struct cgroup *cont, struct cftype *cft,
4222                                  struct cgroup_map_cb *cb)
4223 {
4224         struct mem_cgroup *mem_cont = mem_cgroup_from_cont(cont);
4225         struct mcs_total_stat mystat;
4226         int i;
4227
4228         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4229         mem_cgroup_get_local_stat(mem_cont, &mystat);
4230
4231
4232         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4233                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4234                         continue;
4235                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].local_name, mystat.stat[i]);
4236         }
4237
4238         /* Hierarchical information */
4239         {
4240                 unsigned long long limit, memsw_limit;
4241                 memcg_get_hierarchical_limit(mem_cont, &limit, &memsw_limit);
4242                 cb->fill(cb, "hierarchical_memory_limit", limit);
4243                 if (do_swap_account)
4244                         cb->fill(cb, "hierarchical_memsw_limit", memsw_limit);
4245         }
4246
4247         memset(&mystat, 0, sizeof(mystat));
4248         mem_cgroup_get_total_stat(mem_cont, &mystat);
4249         for (i = 0; i < NR_MCS_STAT; i++) {
4250                 if (i == MCS_SWAP && !do_swap_account)
4251                         continue;
4252                 cb->fill(cb, memcg_stat_strings[i].total_name, mystat.stat[i]);
4253         }
4254
4255 #ifdef CONFIG_DEBUG_VM
4256         cb->fill(cb, "inactive_ratio", calc_inactive_ratio(mem_cont, NULL));
4257
4258         {
4259                 int nid, zid;
4260                 struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4261                 unsigned long recent_rotated[2] = {0, 0};
4262                 unsigned long recent_scanned[2] = {0, 0};
4263
4264                 for_each_online_node(nid)
4265                         for (zid = 0; zid < MAX_NR_ZONES; zid++) {
4266                                 mz = mem_cgroup_zoneinfo(mem_cont, nid, zid);
4267
4268                                 recent_rotated[0] +=
4269                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[0];
4270                                 recent_rotated[1] +=
4271                                         mz->reclaim_stat.recent_rotated[1];
4272                                 recent_scanned[0] +=
4273                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[0];
4274                                 recent_scanned[1] +=
4275                                         mz->reclaim_stat.recent_scanned[1];
4276                         }
4277                 cb->fill(cb, "recent_rotated_anon", recent_rotated[0]);
4278                 cb->fill(cb, "recent_rotated_file", recent_rotated[1]);
4279                 cb->fill(cb, "recent_scanned_anon", recent_scanned[0]);
4280                 cb->fill(cb, "recent_scanned_file", recent_scanned[1]);
4281         }
4282 #endif
4283
4284         return 0;
4285 }
4286
4287 static u64 mem_cgroup_swappiness_read(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft)
4288 {
4289         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4290
4291         return get_swappiness(memcg);
4292 }
4293
4294 static int mem_cgroup_swappiness_write(struct cgroup *cgrp, struct cftype *cft,
4295                                        u64 val)
4296 {
4297         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4298         struct mem_cgroup *parent;
4299
4300         if (val > 100)
4301                 return -EINVAL;
4302
4303         if (cgrp->parent == NULL)
4304                 return -EINVAL;
4305
4306         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4307
4308         cgroup_lock();
4309
4310         /* If under hierarchy, only empty-root can set this value */
4311         if ((parent->use_hierarchy) ||
4312             (memcg->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4313                 cgroup_unlock();
4314                 return -EINVAL;
4315         }
4316
4317         memcg->swappiness = val;
4318
4319         cgroup_unlock();
4320
4321         return 0;
4322 }
4323
4324 static void __mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg, bool swap)
4325 {
4326         struct mem_cgroup_threshold_ary *t;
4327         u64 usage;
4328         int i;
4329
4330         rcu_read_lock();
4331         if (!swap)
4332                 t = rcu_dereference(memcg->thresholds.primary);
4333         else
4334                 t = rcu_dereference(memcg->memsw_thresholds.primary);
4335
4336         if (!t)
4337                 goto unlock;
4338
4339         usage = mem_cgroup_usage(memcg, swap);
4340
4341         /*
4342          * current_threshold points to threshold just below usage.
4343          * If it's not true, a threshold was crossed after last
4344          * call of __mem_cgroup_threshold().
4345          */
4346         i = t->current_threshold;
4347
4348         /*
4349          * Iterate backward over array of thresholds starting from
4350          * current_threshold and check if a threshold is crossed.
4351          * If none of thresholds below usage is crossed, we read
4352          * only one element of the array here.
4353          */
4354         for (; i >= 0 && unlikely(t->entries[i].threshold > usage); i--)
4355                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4356
4357         /* i = current_threshold + 1 */
4358         i++;
4359
4360         /*
4361          * Iterate forward over array of thresholds starting from
4362          * current_threshold+1 and check if a threshold is crossed.
4363          * If none of thresholds above usage is crossed, we read
4364          * only one element of the array here.
4365          */
4366         for (; i < t->size && unlikely(t->entries[i].threshold <= usage); i++)
4367                 eventfd_signal(t->entries[i].eventfd, 1);
4368
4369         /* Update current_threshold */
4370         t->current_threshold = i - 1;
4371 unlock:
4372         rcu_read_unlock();
4373 }
4374
4375 static void mem_cgroup_threshold(struct mem_cgroup *memcg)
4376 {
4377         while (memcg) {
4378                 __mem_cgroup_threshold(memcg, false);
4379                 if (do_swap_account)
4380                         __mem_cgroup_threshold(memcg, true);
4381
4382                 memcg = parent_mem_cgroup(memcg);
4383         }
4384 }
4385
4386 static int compare_thresholds(const void *a, const void *b)
4387 {
4388         const struct mem_cgroup_threshold *_a = a;
4389         const struct mem_cgroup_threshold *_b = b;
4390
4391         return _a->threshold - _b->threshold;
4392 }
4393
4394 static int mem_cgroup_oom_notify_cb(struct mem_cgroup *mem)
4395 {
4396         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev;
4397
4398         list_for_each_entry(ev, &mem->oom_notify, list)
4399                 eventfd_signal(ev->eventfd, 1);
4400         return 0;
4401 }
4402
4403 static void mem_cgroup_oom_notify(struct mem_cgroup *mem)
4404 {
4405         struct mem_cgroup *iter;
4406
4407         for_each_mem_cgroup_tree(iter, mem)
4408                 mem_cgroup_oom_notify_cb(iter);
4409 }
4410
4411 static int mem_cgroup_usage_register_event(struct cgroup *cgrp,
4412         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4413 {
4414         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4415         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4416         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4417         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4418         u64 threshold, usage;
4419         int i, size, ret;
4420
4421         ret = res_counter_memparse_write_strategy(args, &threshold);
4422         if (ret)
4423                 return ret;
4424
4425         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4426
4427         if (type == _MEM)
4428                 thresholds = &memcg->thresholds;
4429         else if (type == _MEMSWAP)
4430                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4431         else
4432                 BUG();
4433
4434         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4435
4436         /* Check if a threshold crossed before adding a new one */
4437         if (thresholds->primary)
4438                 __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4439
4440         size = thresholds->primary ? thresholds->primary->size + 1 : 1;
4441
4442         /* Allocate memory for new array of thresholds */
4443         new = kmalloc(sizeof(*new) + size * sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4444                         GFP_KERNEL);
4445         if (!new) {
4446                 ret = -ENOMEM;
4447                 goto unlock;
4448         }
4449         new->size = size;
4450
4451         /* Copy thresholds (if any) to new array */
4452         if (thresholds->primary) {
4453                 memcpy(new->entries, thresholds->primary->entries, (size - 1) *
4454                                 sizeof(struct mem_cgroup_threshold));
4455         }
4456
4457         /* Add new threshold */
4458         new->entries[size - 1].eventfd = eventfd;
4459         new->entries[size - 1].threshold = threshold;
4460
4461         /* Sort thresholds. Registering of new threshold isn't time-critical */
4462         sort(new->entries, size, sizeof(struct mem_cgroup_threshold),
4463                         compare_thresholds, NULL);
4464
4465         /* Find current threshold */
4466         new->current_threshold = -1;
4467         for (i = 0; i < size; i++) {
4468                 if (new->entries[i].threshold < usage) {
4469                         /*
4470                          * new->current_threshold will not be used until
4471                          * rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4472                          * it here.
4473                          */
4474                         ++new->current_threshold;
4475                 }
4476         }
4477
4478         /* Free old spare buffer and save old primary buffer as spare */
4479         kfree(thresholds->spare);
4480         thresholds->spare = thresholds->primary;
4481
4482         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4483
4484         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4485         synchronize_rcu();
4486
4487 unlock:
4488         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4489
4490         return ret;
4491 }
4492
4493 static void mem_cgroup_usage_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4494         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4495 {
4496         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4497         struct mem_cgroup_thresholds *thresholds;
4498         struct mem_cgroup_threshold_ary *new;
4499         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4500         u64 usage;
4501         int i, j, size;
4502
4503         mutex_lock(&memcg->thresholds_lock);
4504         if (type == _MEM)
4505                 thresholds = &memcg->thresholds;
4506         else if (type == _MEMSWAP)
4507                 thresholds = &memcg->memsw_thresholds;
4508         else
4509                 BUG();
4510
4511         /*
4512          * Something went wrong if we trying to unregister a threshold
4513          * if we don't have thresholds
4514          */
4515         BUG_ON(!thresholds);
4516
4517         usage = mem_cgroup_usage(memcg, type == _MEMSWAP);
4518
4519         /* Check if a threshold crossed before removing */
4520         __mem_cgroup_threshold(memcg, type == _MEMSWAP);
4521
4522         /* Calculate new number of threshold */
4523         size = 0;
4524         for (i = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4525                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd != eventfd)
4526                         size++;
4527         }
4528
4529         new = thresholds->spare;
4530
4531         /* Set thresholds array to NULL if we don't have thresholds */
4532         if (!size) {
4533                 kfree(new);
4534                 new = NULL;
4535                 goto swap_buffers;
4536         }
4537
4538         new->size = size;
4539
4540         /* Copy thresholds and find current threshold */
4541         new->current_threshold = -1;
4542         for (i = 0, j = 0; i < thresholds->primary->size; i++) {
4543                 if (thresholds->primary->entries[i].eventfd == eventfd)
4544                         continue;
4545
4546                 new->entries[j] = thresholds->primary->entries[i];
4547                 if (new->entries[j].threshold < usage) {
4548                         /*
4549                          * new->current_threshold will not be used
4550                          * until rcu_assign_pointer(), so it's safe to increment
4551                          * it here.
4552                          */
4553                         ++new->current_threshold;
4554                 }
4555                 j++;
4556         }
4557
4558 swap_buffers:
4559         /* Swap primary and spare array */
4560         thresholds->spare = thresholds->primary;
4561         rcu_assign_pointer(thresholds->primary, new);
4562
4563         /* To be sure that nobody uses thresholds */
4564         synchronize_rcu();
4565
4566         mutex_unlock(&memcg->thresholds_lock);
4567 }
4568
4569 static int mem_cgroup_oom_register_event(struct cgroup *cgrp,
4570         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd, const char *args)
4571 {
4572         struct mem_cgroup *memcg = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4573         struct mem_cgroup_eventfd_list *event;
4574         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4575
4576         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4577         event = kmalloc(sizeof(*event), GFP_KERNEL);
4578         if (!event)
4579                 return -ENOMEM;
4580
4581         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4582
4583         event->eventfd = eventfd;
4584         list_add(&event->list, &memcg->oom_notify);
4585
4586         /* already in OOM ? */
4587         if (atomic_read(&memcg->oom_lock))
4588                 eventfd_signal(eventfd, 1);
4589         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4590
4591         return 0;
4592 }
4593
4594 static void mem_cgroup_oom_unregister_event(struct cgroup *cgrp,
4595         struct cftype *cft, struct eventfd_ctx *eventfd)
4596 {
4597         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4598         struct mem_cgroup_eventfd_list *ev, *tmp;
4599         int type = MEMFILE_TYPE(cft->private);
4600
4601         BUG_ON(type != _OOM_TYPE);
4602
4603         mutex_lock(&memcg_oom_mutex);
4604
4605         list_for_each_entry_safe(ev, tmp, &mem->oom_notify, list) {
4606                 if (ev->eventfd == eventfd) {
4607                         list_del(&ev->list);
4608                         kfree(ev);
4609                 }
4610         }
4611
4612         mutex_unlock(&memcg_oom_mutex);
4613 }
4614
4615 static int mem_cgroup_oom_control_read(struct cgroup *cgrp,
4616         struct cftype *cft,  struct cgroup_map_cb *cb)
4617 {
4618         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4619
4620         cb->fill(cb, "oom_kill_disable", mem->oom_kill_disable);
4621
4622         if (atomic_read(&mem->oom_lock))
4623                 cb->fill(cb, "under_oom", 1);
4624         else
4625                 cb->fill(cb, "under_oom", 0);
4626         return 0;
4627 }
4628
4629 static int mem_cgroup_oom_control_write(struct cgroup *cgrp,
4630         struct cftype *cft, u64 val)
4631 {
4632         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgrp);
4633         struct mem_cgroup *parent;
4634
4635         /* cannot set to root cgroup and only 0 and 1 are allowed */
4636         if (!cgrp->parent || !((val == 0) || (val == 1)))
4637                 return -EINVAL;
4638
4639         parent = mem_cgroup_from_cont(cgrp->parent);
4640
4641         cgroup_lock();
4642         /* oom-kill-disable is a flag for subhierarchy. */
4643         if ((parent->use_hierarchy) ||
4644             (mem->use_hierarchy && !list_empty(&cgrp->children))) {
4645                 cgroup_unlock();
4646                 return -EINVAL;
4647         }
4648         mem->oom_kill_disable = val;
4649         if (!val)
4650                 memcg_oom_recover(mem);
4651         cgroup_unlock();
4652         return 0;
4653 }
4654
4655 #ifdef CONFIG_NUMA
4656 static const struct file_operations mem_control_numa_stat_file_operations = {
4657         .read = seq_read,
4658         .llseek = seq_lseek,
4659         .release = single_release,
4660 };
4661
4662 static int mem_control_numa_stat_open(struct inode *unused, struct file *file)
4663 {
4664         struct cgroup *cont = file->f_dentry->d_parent->d_fsdata;
4665
4666         file->f_op = &mem_control_numa_stat_file_operations;
4667         return single_open(file, mem_control_numa_stat_show, cont);
4668 }
4669 #endif /* CONFIG_NUMA */
4670
4671 static struct cftype mem_cgroup_files[] = {
4672         {
4673                 .name = "usage_in_bytes",
4674                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_USAGE),
4675                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4676                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4677                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4678         },
4679         {
4680                 .name = "max_usage_in_bytes",
4681                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_MAX_USAGE),
4682                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4683                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4684         },
4685         {
4686                 .name = "limit_in_bytes",
4687                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_LIMIT),
4688                 .write_string = mem_cgroup_write,
4689                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4690         },
4691         {
4692                 .name = "soft_limit_in_bytes",
4693                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_SOFT_LIMIT),
4694                 .write_string = mem_cgroup_write,
4695                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4696         },
4697         {
4698                 .name = "failcnt",
4699                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEM, RES_FAILCNT),
4700                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4701                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4702         },
4703         {
4704                 .name = "stat",
4705                 .read_map = mem_control_stat_show,
4706         },
4707         {
4708                 .name = "force_empty",
4709                 .trigger = mem_cgroup_force_empty_write,
4710         },
4711         {
4712                 .name = "use_hierarchy",
4713                 .write_u64 = mem_cgroup_hierarchy_write,
4714                 .read_u64 = mem_cgroup_hierarchy_read,
4715         },
4716         {
4717                 .name = "swappiness",
4718                 .read_u64 = mem_cgroup_swappiness_read,
4719                 .write_u64 = mem_cgroup_swappiness_write,
4720         },
4721         {
4722                 .name = "move_charge_at_immigrate",
4723                 .read_u64 = mem_cgroup_move_charge_read,
4724                 .write_u64 = mem_cgroup_move_charge_write,
4725         },
4726         {
4727                 .name = "oom_control",
4728                 .read_map = mem_cgroup_oom_control_read,
4729                 .write_u64 = mem_cgroup_oom_control_write,
4730                 .register_event = mem_cgroup_oom_register_event,
4731                 .unregister_event = mem_cgroup_oom_unregister_event,
4732                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_OOM_TYPE, OOM_CONTROL),
4733         },
4734 #ifdef CONFIG_NUMA
4735         {
4736                 .name = "numa_stat",
4737                 .open = mem_control_numa_stat_open,
4738                 .mode = S_IRUGO,
4739         },
4740 #endif
4741 };
4742
4743 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4744 static struct cftype memsw_cgroup_files[] = {
4745         {
4746                 .name = "memsw.usage_in_bytes",
4747                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_USAGE),
4748                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4749                 .register_event = mem_cgroup_usage_register_event,
4750                 .unregister_event = mem_cgroup_usage_unregister_event,
4751         },
4752         {
4753                 .name = "memsw.max_usage_in_bytes",
4754                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_MAX_USAGE),
4755                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4756                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4757         },
4758         {
4759                 .name = "memsw.limit_in_bytes",
4760                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_LIMIT),
4761                 .write_string = mem_cgroup_write,
4762                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4763         },
4764         {
4765                 .name = "memsw.failcnt",
4766                 .private = MEMFILE_PRIVATE(_MEMSWAP, RES_FAILCNT),
4767                 .trigger = mem_cgroup_reset,
4768                 .read_u64 = mem_cgroup_read,
4769         },
4770 };
4771
4772 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4773 {
4774         if (!do_swap_account)
4775                 return 0;
4776         return cgroup_add_files(cont, ss, memsw_cgroup_files,
4777                                 ARRAY_SIZE(memsw_cgroup_files));
4778 };
4779 #else
4780 static int register_memsw_files(struct cgroup *cont, struct cgroup_subsys *ss)
4781 {
4782         return 0;
4783 }
4784 #endif
4785
4786 static int alloc_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4787 {
4788         struct mem_cgroup_per_node *pn;
4789         struct mem_cgroup_per_zone *mz;
4790         enum lru_list l;
4791         int zone, tmp = node;
4792         /*
4793          * This routine is called against possible nodes.
4794          * But it's BUG to call kmalloc() against offline node.
4795          *
4796          * TODO: this routine can waste much memory for nodes which will
4797          *       never be onlined. It's better to use memory hotplug callback
4798          *       function.
4799          */
4800         if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4801                 tmp = -1;
4802         pn = kzalloc_node(sizeof(*pn), GFP_KERNEL, tmp);
4803         if (!pn)
4804                 return 1;
4805
4806         mem->info.nodeinfo[node] = pn;
4807         for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4808                 mz = &pn->zoneinfo[zone];
4809                 for_each_lru(l)
4810                         INIT_LIST_HEAD(&mz->lists[l]);
4811                 mz->usage_in_excess = 0;
4812                 mz->on_tree = false;
4813                 mz->mem = mem;
4814         }
4815         return 0;
4816 }
4817
4818 static void free_mem_cgroup_per_zone_info(struct mem_cgroup *mem, int node)
4819 {
4820         kfree(mem->info.nodeinfo[node]);
4821 }
4822
4823 static struct mem_cgroup *mem_cgroup_alloc(void)
4824 {
4825         struct mem_cgroup *mem;
4826         int size = sizeof(struct mem_cgroup);
4827
4828         /* Can be very big if MAX_NUMNODES is very big */
4829         if (size < PAGE_SIZE)
4830                 mem = kzalloc(size, GFP_KERNEL);
4831         else
4832                 mem = vzalloc(size);
4833
4834         if (!mem)
4835                 return NULL;
4836
4837         mem->stat = alloc_percpu(struct mem_cgroup_stat_cpu);
4838         if (!mem->stat)
4839                 goto out_free;
4840         spin_lock_init(&mem->pcp_counter_lock);
4841         return mem;
4842
4843 out_free:
4844         if (size < PAGE_SIZE)
4845                 kfree(mem);
4846         else
4847                 vfree(mem);
4848         return NULL;
4849 }
4850
4851 /*
4852  * At destroying mem_cgroup, references from swap_cgroup can remain.
4853  * (scanning all at force_empty is too costly...)
4854  *
4855  * Instead of clearing all references at force_empty, we remember
4856  * the number of reference from swap_cgroup and free mem_cgroup when
4857  * it goes down to 0.
4858  *
4859  * Removal of cgroup itself succeeds regardless of refs from swap.
4860  */
4861
4862 static void __mem_cgroup_free(struct mem_cgroup *mem)
4863 {
4864         int node;
4865
4866         mem_cgroup_remove_from_trees(mem);
4867         free_css_id(&mem_cgroup_subsys, &mem->css);
4868
4869         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4870                 free_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node);
4871
4872         free_percpu(mem->stat);
4873         if (sizeof(struct mem_cgroup) < PAGE_SIZE)
4874                 kfree(mem);
4875         else
4876                 vfree(mem);
4877 }
4878
4879 static void mem_cgroup_get(struct mem_cgroup *mem)
4880 {
4881         atomic_inc(&mem->refcnt);
4882 }
4883
4884 static void __mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem, int count)
4885 {
4886         if (atomic_sub_and_test(count, &mem->refcnt)) {
4887                 struct mem_cgroup *parent = parent_mem_cgroup(mem);
4888                 __mem_cgroup_free(mem);
4889                 if (parent)
4890                         mem_cgroup_put(parent);
4891         }
4892 }
4893
4894 static void mem_cgroup_put(struct mem_cgroup *mem)
4895 {
4896         __mem_cgroup_put(mem, 1);
4897 }
4898
4899 /*
4900  * Returns the parent mem_cgroup in memcgroup hierarchy with hierarchy enabled.
4901  */
4902 static struct mem_cgroup *parent_mem_cgroup(struct mem_cgroup *mem)
4903 {
4904         if (!mem->res.parent)
4905                 return NULL;
4906         return mem_cgroup_from_res_counter(mem->res.parent, res);
4907 }
4908
4909 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
4910 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4911 {
4912         if (!mem_cgroup_disabled() && really_do_swap_account)
4913                 do_swap_account = 1;
4914 }
4915 #else
4916 static void __init enable_swap_cgroup(void)
4917 {
4918 }
4919 #endif
4920
4921 static int mem_cgroup_soft_limit_tree_init(void)
4922 {
4923         struct mem_cgroup_tree_per_node *rtpn;
4924         struct mem_cgroup_tree_per_zone *rtpz;
4925         int tmp, node, zone;
4926
4927         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE) {
4928                 tmp = node;
4929                 if (!node_state(node, N_NORMAL_MEMORY))
4930                         tmp = -1;
4931                 rtpn = kzalloc_node(sizeof(*rtpn), GFP_KERNEL, tmp);
4932                 if (!rtpn)
4933                         return 1;
4934
4935                 soft_limit_tree.rb_tree_per_node[node] = rtpn;
4936
4937                 for (zone = 0; zone < MAX_NR_ZONES; zone++) {
4938                         rtpz = &rtpn->rb_tree_per_zone[zone];
4939                         rtpz->rb_root = RB_ROOT;
4940                         spin_lock_init(&rtpz->lock);
4941                 }
4942         }
4943         return 0;
4944 }
4945
4946 static struct cgroup_subsys_state * __ref
4947 mem_cgroup_create(struct cgroup_subsys *ss, struct cgroup *cont)
4948 {
4949         struct mem_cgroup *mem, *parent;
4950         long error = -ENOMEM;
4951         int node;
4952
4953         mem = mem_cgroup_alloc();
4954         if (!mem)
4955                 return ERR_PTR(error);
4956
4957         for_each_node_state(node, N_POSSIBLE)
4958                 if (alloc_mem_cgroup_per_zone_info(mem, node))
4959                         goto free_out;
4960
4961         /* root ? */
4962         if (cont->parent == NULL) {
4963                 int cpu;
4964                 enable_swap_cgroup();
4965                 parent = NULL;
4966                 root_mem_cgroup = mem;
4967                 if (mem_cgroup_soft_limit_tree_init())
4968                         goto free_out;
4969                 for_each_possible_cpu(cpu) {
4970                         struct memcg_stock_pcp *stock =
4971                                                 &per_cpu(memcg_stock, cpu);
4972                         INIT_WORK(&stock->work, drain_local_stock);
4973                 }
4974                 hotcpu_notifier(memcg_cpu_hotplug_callback, 0);
4975         } else {
4976                 parent = mem_cgroup_from_cont(cont->parent);
4977                 mem->use_hierarchy = parent->use_hierarchy;
4978                 mem->oom_kill_disable = parent->oom_kill_disable;
4979         }
4980
4981         if (parent && parent->use_hierarchy) {
4982                 res_counter_init(&mem->res, &parent->res);
4983                 res_counter_init(&mem->memsw, &parent->memsw);
4984                 /*
4985                  * We increment refcnt of the parent to ensure that we can
4986                  * safely access it on res_counter_charge/uncharge.
4987                  * This refcnt will be decremented when freeing this
4988                  * mem_cgroup(see mem_cgroup_put).
4989                  */
4990                 mem_cgroup_get(parent);
4991         } else {
4992                 res_counter_init(&mem->res, NULL);
4993                 res_counter_init(&mem->memsw, NULL);
4994         }
4995         mem->last_scanned_child = 0;
4996         mem->last_scanned_node = MAX_NUMNODES;
4997         INIT_LIST_HEAD(&mem->oom_notify);
4998
4999         if (parent)
5000                 mem->swappiness = get_swappiness(parent);
5001         atomic_set(&mem->refcnt, 1);
5002         mem->move_charge_at_immigrate = 0;
5003         mutex_init(&mem->thresholds_lock);
5004         return &mem->css;
5005 free_out:
5006         __mem_cgroup_free(mem);
5007         root_mem_cgroup = NULL;
5008         return ERR_PTR(error);
5009 }
5010
5011 static int mem_cgroup_pre_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5012                                         struct cgroup *cont)
5013 {
5014         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
5015
5016         return mem_cgroup_force_empty(mem, false);
5017 }
5018
5019 static void mem_cgroup_destroy(struct cgroup_subsys *ss,
5020                                 struct cgroup *cont)
5021 {
5022         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cont);
5023
5024         mem_cgroup_put(mem);
5025 }
5026
5027 static int mem_cgroup_populate(struct cgroup_subsys *ss,
5028                                 struct cgroup *cont)
5029 {
5030         int ret;
5031
5032         ret = cgroup_add_files(cont, ss, mem_cgroup_files,
5033                                 ARRAY_SIZE(mem_cgroup_files));
5034
5035         if (!ret)
5036                 ret = register_memsw_files(cont, ss);
5037         return ret;
5038 }
5039
5040 #ifdef CONFIG_MMU
5041 /* Handlers for move charge at task migration. */
5042 #define PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE 256
5043 static int mem_cgroup_do_precharge(unsigned long count)
5044 {
5045         int ret = 0;
5046         int batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5047         struct mem_cgroup *mem = mc.to;
5048
5049         if (mem_cgroup_is_root(mem)) {
5050                 mc.precharge += count;
5051                 /* we don't need css_get for root */
5052                 return ret;
5053         }
5054         /* try to charge at once */
5055         if (count > 1) {
5056                 struct res_counter *dummy;
5057                 /*
5058                  * "mem" cannot be under rmdir() because we've already checked
5059                  * by cgroup_lock_live_cgroup() that it is not removed and we
5060                  * are still under the same cgroup_mutex. So we can postpone
5061                  * css_get().
5062                  */
5063                 if (res_counter_charge(&mem->res, PAGE_SIZE * count, &dummy))
5064                         goto one_by_one;
5065                 if (do_swap_account && res_counter_charge(&mem->memsw,
5066                                                 PAGE_SIZE * count, &dummy)) {
5067                         res_counter_uncharge(&mem->res, PAGE_SIZE * count);
5068                         goto one_by_one;
5069                 }
5070                 mc.precharge += count;
5071                 return ret;
5072         }
5073 one_by_one:
5074         /* fall back to one by one charge */
5075         while (count--) {
5076                 if (signal_pending(current)) {
5077                         ret = -EINTR;
5078                         break;
5079                 }
5080                 if (!batch_count--) {
5081                         batch_count = PRECHARGE_COUNT_AT_ONCE;
5082                         cond_resched();
5083                 }
5084                 ret = __mem_cgroup_try_charge(NULL, GFP_KERNEL, 1, &mem, false);
5085                 if (ret || !mem)
5086                         /* mem_cgroup_clear_mc() will do uncharge later */
5087                         return -ENOMEM;
5088                 mc.precharge++;
5089         }
5090         return ret;
5091 }
5092
5093 /**
5094  * is_target_pte_for_mc - check a pte whether it is valid for move charge
5095  * @vma: the vma the pte to be checked belongs
5096  * @addr: the address corresponding to the pte to be checked
5097  * @ptent: the pte to be checked
5098  * @target: the pointer the target page or swap ent will be stored(can be NULL)
5099  *
5100  * Returns
5101  *   0(MC_TARGET_NONE): if the pte is not a target for move charge.
5102  *   1(MC_TARGET_PAGE): if the page corresponding to this pte is a target for
5103  *     move charge. if @target is not NULL, the page is stored in target->page
5104  *     with extra refcnt got(Callers should handle it).
5105  *   2(MC_TARGET_SWAP): if the swap entry corresponding to this pte is a
5106  *     target for charge migration. if @target is not NULL, the entry is stored
5107  *     in target->ent.
5108  *
5109  * Called with pte lock held.
5110  */
5111 union mc_target {
5112         struct page     *page;
5113         swp_entry_t     ent;
5114 };
5115
5116 enum mc_target_type {
5117         MC_TARGET_NONE, /* not used */
5118         MC_TARGET_PAGE,
5119         MC_TARGET_SWAP,
5120 };
5121
5122 static struct page *mc_handle_present_pte(struct vm_area_struct *vma,
5123                                                 unsigned long addr, pte_t ptent)
5124 {
5125         struct page *page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
5126
5127         if (!page || !page_mapped(page))
5128                 return NULL;
5129         if (PageAnon(page)) {
5130                 /* we don't move shared anon */
5131                 if (!move_anon() || page_mapcount(page) > 2)
5132                         return NULL;
5133         } else if (!move_file())
5134                 /* we ignore mapcount for file pages */
5135                 return NULL;
5136         if (!get_page_unless_zero(page))
5137                 return NULL;
5138
5139         return page;
5140 }
5141
5142 static struct page *mc_handle_swap_pte(struct vm_area_struct *vma,
5143                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5144 {
5145         int usage_count;
5146         struct page *page = NULL;
5147         swp_entry_t ent = pte_to_swp_entry(ptent);
5148
5149         if (!move_anon() || non_swap_entry(ent))
5150                 return NULL;
5151         usage_count = mem_cgroup_count_swap_user(ent, &page);
5152         if (usage_count > 1) { /* we don't move shared anon */
5153                 if (page)
5154                         put_page(page);
5155                 return NULL;
5156         }
5157         if (do_swap_account)
5158                 entry->val = ent.val;
5159
5160         return page;
5161 }
5162
5163 static struct page *mc_handle_file_pte(struct vm_area_struct *vma,
5164                         unsigned long addr, pte_t ptent, swp_entry_t *entry)
5165 {
5166         struct page *page = NULL;
5167         struct inode *inode;
5168         struct address_space *mapping;
5169         pgoff_t pgoff;
5170
5171         if (!vma->vm_file) /* anonymous vma */
5172                 return NULL;
5173         if (!move_file())
5174                 return NULL;
5175
5176         inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
5177         mapping = vma->vm_file->f_mapping;
5178         if (pte_none(ptent))
5179                 pgoff = linear_page_index(vma, addr);
5180         else /* pte_file(ptent) is true */
5181                 pgoff = pte_to_pgoff(ptent);
5182
5183         /* page is moved even if it's not RSS of this task(page-faulted). */
5184         if (!mapping_cap_swap_backed(mapping)) { /* normal file */
5185                 page = find_get_page(mapping, pgoff);
5186         } else { /* shmem/tmpfs file. we should take account of swap too. */
5187                 swp_entry_t ent;
5188                 mem_cgroup_get_shmem_target(inode, pgoff, &page, &ent);
5189                 if (do_swap_account)
5190                         entry->val = ent.val;
5191         }
5192
5193         return page;
5194 }
5195
5196 static int is_target_pte_for_mc(struct vm_area_struct *vma,
5197                 unsigned long addr, pte_t ptent, union mc_target *target)
5198 {
5199         struct page *page = NULL;
5200         struct page_cgroup *pc;
5201         int ret = 0;
5202         swp_entry_t ent = { .val = 0 };
5203
5204         if (pte_present(ptent))
5205                 page = mc_handle_present_pte(vma, addr, ptent);
5206         else if (is_swap_pte(ptent))
5207                 page = mc_handle_swap_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5208         else if (pte_none(ptent) || pte_file(ptent))
5209                 page = mc_handle_file_pte(vma, addr, ptent, &ent);
5210
5211         if (!page && !ent.val)
5212                 return 0;
5213         if (page) {
5214                 pc = lookup_page_cgroup(page);
5215                 /*
5216                  * Do only loose check w/o page_cgroup lock.
5217                  * mem_cgroup_move_account() checks the pc is valid or not under
5218                  * the lock.
5219                  */
5220                 if (PageCgroupUsed(pc) && pc->mem_cgroup == mc.from) {
5221                         ret = MC_TARGET_PAGE;
5222                         if (target)
5223                                 target->page = page;
5224                 }
5225                 if (!ret || !target)
5226                         put_page(page);
5227         }
5228         /* There is a swap entry and a page doesn't exist or isn't charged */
5229         if (ent.val && !ret &&
5230                         css_id(&mc.from->css) == lookup_swap_cgroup(ent)) {
5231                 ret = MC_TARGET_SWAP;
5232                 if (target)
5233                         target->ent = ent;
5234         }
5235         return ret;
5236 }
5237
5238 static int mem_cgroup_count_precharge_pte_range(pmd_t *pmd,
5239                                         unsigned long addr, unsigned long end,
5240                                         struct mm_walk *walk)
5241 {
5242         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5243         pte_t *pte;
5244         spinlock_t *ptl;
5245
5246         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5247
5248         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5249         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
5250                 if (is_target_pte_for_mc(vma, addr, *pte, NULL))
5251                         mc.precharge++; /* increment precharge temporarily */
5252         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5253         cond_resched();
5254
5255         return 0;
5256 }
5257
5258 static unsigned long mem_cgroup_count_precharge(struct mm_struct *mm)
5259 {
5260         unsigned long precharge;
5261         struct vm_area_struct *vma;
5262
5263         down_read(&mm->mmap_sem);
5264         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5265                 struct mm_walk mem_cgroup_count_precharge_walk = {
5266                         .pmd_entry = mem_cgroup_count_precharge_pte_range,
5267                         .mm = mm,
5268                         .private = vma,
5269                 };
5270                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5271                         continue;
5272                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5273                                         &mem_cgroup_count_precharge_walk);
5274         }
5275         up_read(&mm->mmap_sem);
5276
5277         precharge = mc.precharge;
5278         mc.precharge = 0;
5279
5280         return precharge;
5281 }
5282
5283 static int mem_cgroup_precharge_mc(struct mm_struct *mm)
5284 {
5285         unsigned long precharge = mem_cgroup_count_precharge(mm);
5286
5287         VM_BUG_ON(mc.moving_task);
5288         mc.moving_task = current;
5289         return mem_cgroup_do_precharge(precharge);
5290 }
5291
5292 /* cancels all extra charges on mc.from and mc.to, and wakes up all waiters. */
5293 static void __mem_cgroup_clear_mc(void)
5294 {
5295         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5296         struct mem_cgroup *to = mc.to;
5297
5298         /* we must uncharge all the leftover precharges from mc.to */
5299         if (mc.precharge) {
5300                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.to, mc.precharge);
5301                 mc.precharge = 0;
5302         }
5303         /*
5304          * we didn't uncharge from mc.from at mem_cgroup_move_account(), so
5305          * we must uncharge here.
5306          */
5307         if (mc.moved_charge) {
5308                 __mem_cgroup_cancel_charge(mc.from, mc.moved_charge);
5309                 mc.moved_charge = 0;
5310         }
5311         /* we must fixup refcnts and charges */
5312         if (mc.moved_swap) {
5313                 /* uncharge swap account from the old cgroup */
5314                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.from))
5315                         res_counter_uncharge(&mc.from->memsw,
5316                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5317                 __mem_cgroup_put(mc.from, mc.moved_swap);
5318
5319                 if (!mem_cgroup_is_root(mc.to)) {
5320                         /*
5321                          * we charged both to->res and to->memsw, so we should
5322                          * uncharge to->res.
5323                          */
5324                         res_counter_uncharge(&mc.to->res,
5325                                                 PAGE_SIZE * mc.moved_swap);
5326                 }
5327                 /* we've already done mem_cgroup_get(mc.to) */
5328                 mc.moved_swap = 0;
5329         }
5330         memcg_oom_recover(from);
5331         memcg_oom_recover(to);
5332         wake_up_all(&mc.waitq);
5333 }
5334
5335 static void mem_cgroup_clear_mc(void)
5336 {
5337         struct mem_cgroup *from = mc.from;
5338
5339         /*
5340          * we must clear moving_task before waking up waiters at the end of
5341          * task migration.
5342          */
5343         mc.moving_task = NULL;
5344         __mem_cgroup_clear_mc();
5345         spin_lock(&mc.lock);
5346         mc.from = NULL;
5347         mc.to = NULL;
5348         spin_unlock(&mc.lock);
5349         mem_cgroup_end_move(from);
5350 }
5351
5352 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5353                                 struct cgroup *cgroup,
5354                                 struct task_struct *p)
5355 {
5356         int ret = 0;
5357         struct mem_cgroup *mem = mem_cgroup_from_cont(cgroup);
5358
5359         if (mem->move_charge_at_immigrate) {
5360                 struct mm_struct *mm;
5361                 struct mem_cgroup *from = mem_cgroup_from_task(p);
5362
5363                 VM_BUG_ON(from == mem);
5364
5365                 mm = get_task_mm(p);
5366                 if (!mm)
5367                         return 0;
5368                 /* We move charges only when we move a owner of the mm */
5369                 if (mm->owner == p) {
5370                         VM_BUG_ON(mc.from);
5371                         VM_BUG_ON(mc.to);
5372                         VM_BUG_ON(mc.precharge);
5373                         VM_BUG_ON(mc.moved_charge);
5374                         VM_BUG_ON(mc.moved_swap);
5375                         mem_cgroup_start_move(from);
5376                         spin_lock(&mc.lock);
5377                         mc.from = from;
5378                         mc.to = mem;
5379                         spin_unlock(&mc.lock);
5380                         /* We set mc.moving_task later */
5381
5382                         ret = mem_cgroup_precharge_mc(mm);
5383                         if (ret)
5384                                 mem_cgroup_clear_mc();
5385                 }
5386                 mmput(mm);
5387         }
5388         return ret;
5389 }
5390
5391 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5392                                 struct cgroup *cgroup,
5393                                 struct task_struct *p)
5394 {
5395         mem_cgroup_clear_mc();
5396 }
5397
5398 static int mem_cgroup_move_charge_pte_range(pmd_t *pmd,
5399                                 unsigned long addr, unsigned long end,
5400                                 struct mm_walk *walk)
5401 {
5402         int ret = 0;
5403         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
5404         pte_t *pte;
5405         spinlock_t *ptl;
5406
5407         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
5408 retry:
5409         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
5410         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
5411                 pte_t ptent = *(pte++);
5412                 union mc_target target;
5413                 int type;
5414                 struct page *page;
5415                 struct page_cgroup *pc;
5416                 swp_entry_t ent;
5417
5418                 if (!mc.precharge)
5419                         break;
5420
5421                 type = is_target_pte_for_mc(vma, addr, ptent, &target);
5422                 switch (type) {
5423                 case MC_TARGET_PAGE:
5424                         page = target.page;
5425                         if (isolate_lru_page(page))
5426                                 goto put;
5427                         pc = lookup_page_cgroup(page);
5428                         if (!mem_cgroup_move_account(page, 1, pc,
5429                                                      mc.from, mc.to, false)) {
5430                                 mc.precharge--;
5431                                 /* we uncharge from mc.from later. */
5432                                 mc.moved_charge++;
5433                         }
5434                         putback_lru_page(page);
5435 put:                    /* is_target_pte_for_mc() gets the page */
5436                         put_page(page);
5437                         break;
5438                 case MC_TARGET_SWAP:
5439                         ent = target.ent;
5440                         if (!mem_cgroup_move_swap_account(ent,
5441                                                 mc.from, mc.to, false)) {
5442                                 mc.precharge--;
5443                                 /* we fixup refcnts and charges later. */
5444                                 mc.moved_swap++;
5445                         }
5446                         break;
5447                 default:
5448                         break;
5449                 }
5450         }
5451         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
5452         cond_resched();
5453
5454         if (addr != end) {
5455                 /*
5456                  * We have consumed all precharges we got in can_attach().
5457                  * We try charge one by one, but don't do any additional
5458                  * charges to mc.to if we have failed in charge once in attach()
5459                  * phase.
5460                  */
5461                 ret = mem_cgroup_do_precharge(1);
5462                 if (!ret)
5463                         goto retry;
5464         }
5465
5466         return ret;
5467 }
5468
5469 static void mem_cgroup_move_charge(struct mm_struct *mm)
5470 {
5471         struct vm_area_struct *vma;
5472
5473         lru_add_drain_all();
5474 retry:
5475         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
5476                 /*
5477                  * Someone who are holding the mmap_sem might be waiting in
5478                  * waitq. So we cancel all extra charges, wake up all waiters,
5479                  * and retry. Because we cancel precharges, we might not be able
5480                  * to move enough charges, but moving charge is a best-effort
5481                  * feature anyway, so it wouldn't be a big problem.
5482                  */
5483                 __mem_cgroup_clear_mc();
5484                 cond_resched();
5485                 goto retry;
5486         }
5487         for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
5488                 int ret;
5489                 struct mm_walk mem_cgroup_move_charge_walk = {
5490                         .pmd_entry = mem_cgroup_move_charge_pte_range,
5491                         .mm = mm,
5492                         .private = vma,
5493                 };
5494                 if (is_vm_hugetlb_page(vma))
5495                         continue;
5496                 ret = walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
5497                                                 &mem_cgroup_move_charge_walk);
5498                 if (ret)
5499                         /*
5500                          * means we have consumed all precharges and failed in
5501                          * doing additional charge. Just abandon here.
5502                          */
5503                         break;
5504         }
5505         up_read(&mm->mmap_sem);
5506 }
5507
5508 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5509                                 struct cgroup *cont,
5510                                 struct cgroup *old_cont,
5511                                 struct task_struct *p)
5512 {
5513         struct mm_struct *mm = get_task_mm(p);
5514
5515         if (mm) {
5516                 if (mc.to)
5517                         mem_cgroup_move_charge(mm);
5518                 put_swap_token(mm);
5519                 mmput(mm);
5520         }
5521         if (mc.to)
5522                 mem_cgroup_clear_mc();
5523 }
5524 #else   /* !CONFIG_MMU */
5525 static int mem_cgroup_can_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5526                                 struct cgroup *cgroup,
5527                                 struct task_struct *p)
5528 {
5529         return 0;
5530 }
5531 static void mem_cgroup_cancel_attach(struct cgroup_subsys *ss,
5532                                 struct cgroup *cgroup,
5533                                 struct task_struct *p)
5534 {
5535 }
5536 static void mem_cgroup_move_task(struct cgroup_subsys *ss,
5537                                 struct cgroup *cont,
5538                                 struct cgroup *old_cont,
5539                                 struct task_struct *p)
5540 {
5541 }
5542 #endif
5543
5544 struct cgroup_subsys mem_cgroup_subsys = {
5545         .name = "memory",
5546         .subsys_id = mem_cgroup_subsys_id,
5547         .create = mem_cgroup_create,
5548         .pre_destroy = mem_cgroup_pre_destroy,
5549         .destroy = mem_cgroup_destroy,
5550         .populate = mem_cgroup_populate,
5551         .can_attach = mem_cgroup_can_attach,
5552         .cancel_attach = mem_cgroup_cancel_attach,
5553         .attach = mem_cgroup_move_task,
5554         .early_init = 0,
5555         .use_id = 1,
5556 };
5557
5558 #ifdef CONFIG_CGROUP_MEM_RES_CTLR_SWAP
5559 static int __init enable_swap_account(char *s)
5560 {
5561         /* consider enabled if no parameter or 1 is given */
5562         if (!strcmp(s, "1"))
5563                 really_do_swap_account = 1;
5564         else if (!strcmp(s, "0"))
5565                 really_do_swap_account = 0;
5566         return 1;
5567 }
5568 __setup("swapaccount=", enable_swap_account);
5569
5570 #endif